一种金属单晶制备方法技术

技术编号:41304845 阅读:29 留言:0更新日期:2024-05-13 14:50
本申请涉及激光增材制造技术领域的一种金属单晶制备方法,包括:设计金属单晶的尺寸及原位选晶的选晶参数,所述原位选晶采用螺旋型沉积轨迹;提供金属基板和金属粉末,所述金属基板和所述金属粉末的成分相同;所述金属粉末通过激光定向能量沉积技术在所述金属基板上依次形成引晶段、选晶段和金属单晶,所述选晶段为螺旋型。本申请的基于激光定向能量沉积增材制造的金属单晶制备方法可以实现金属单晶的制备,能够制备高活性金属(钛合金等)、难熔金属(钨合金等)等单晶材料,具有成本低、制造周期短、成型品质高的突出优势。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及激光增材制造,尤其是涉及一种基于激光定向能量沉积增材制造的金属单晶制备方法


技术介绍

1、相比于金属多晶材料,金属单晶材料不存在晶界破坏,高温结构性能稳定,具有突出的高温力学性能、高抗氧化性能等,在航空航天、武器装备、核电装备等领域具有广泛应用。

2、目前金属单晶的制备工艺繁冗且成品率不高,例如提拉法所使用的陶瓷坩埚会产生大量的杂质污染原材料,且目前的制备工艺常常需要严格的温度控制和大型的设备,导致存在生产效率低、耗时长、品质低等问题。


技术实现思路

1、本专利技术的主要目的是提供一种基于激光定向能量沉积增材制造的金属单晶制备方法,旨在解决上述至少一个技术问题。

2、为实现上述目的,本专利技术提出了一种金属单晶制备方法,包括:设计金属单晶的尺寸及原位选晶的选晶参数,所述原位选晶采用螺旋型沉积轨迹;提供金属基板和金属粉末,所述金属基板和所述金属粉末的成分相同;所述金属粉末通过激光定向能量沉积技术在所述金属基板上依次形成引晶段、选晶段和金属单晶,所述选晶段为螺旋型。

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【技术保护点】

1.一种金属单晶制备方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的金属单晶制备方法,其特征在于,所述选晶参数包括所述选晶段螺旋一周所提升的高度H、螺旋直径D和螺旋周数n;

3.根据权利要求2所述的金属单晶制备方法,其特征在于,所述螺旋周数n为1~2。

4.根据权利要求2所述的金属单晶制备方法,其特征在于,所述螺旋一周所提升的高度H与螺旋直径D的比值为m,所述m大于1。

5.根据权利要求1所述的金属单晶制备方法,其特征在于,所述激光定向能量沉积技术所采用的激光器光斑直径为3-15mm,激光器激光功率为1-12kW,激光器向上提拉速率为10...

【技术特征摘要】

1.一种金属单晶制备方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的金属单晶制备方法,其特征在于,所述选晶参数包括所述选晶段螺旋一周所提升的高度h、螺旋直径d和螺旋周数n;

3.根据权利要求2所述的金属单晶制备方法,其特征在于,所述螺旋周数n为1~2。

4.根据权利要求2所述的金属单晶制备方法,其特征在于,所述螺旋一周所提升的高度h与螺旋直径d的比值为m,所述m大于1。

5.根据权利要求1所述的金属单晶制备方法,其特征在于,所述激光定向能量沉积技术所采用的激光器光斑直径为3-15mm,激光器激光功率为1-12kw,激光器向上提拉速率为10-40mm/min,送粉器送粉速率为30...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱言言崔卓丹霍海鑫王玉岱程序汤海波
申请(专利权)人:北京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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