一种激光快速成形制备固溶增韧钨基复合材料的方法技术

本发明专利技术属于激光快速成形技术领域，特别涉及对一种固溶增韧钨基复合材料的制备。其制备方法是：原始混合粉末为W和TiC粉末，其中TiC粉末组分占总含量的1~1.5wt.%。将混合粉末在高能机械球磨机中球磨30~45h，之后利用选区激光熔化工艺成形TiC/W复合材料。所采用的激光工艺参数为：铺粉厚度为50~60?m，激光光斑直径200~210μm，激光功率120～140W，激光扫描速率100～300mm/s，激光扫描间距120~140μm。本发明专利技术利用高能机械球磨和选区激光熔化工艺相结合的方法，成功制备了固溶增韧W基复合材料，有效地改善了W材料的脆性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于激光快速成形
，特别涉及对一种固溶增韧钨基复合材料的制备。
技术介绍
W及其合金，由于它们优越的性能，如高熔点、高弹性模量、高抗热冲击性以及低的热膨胀系数和良好的高温强度，使它们成为理想的高温结构材料。然而，它们特有的一些脆性，即低温脆性、回复再结晶脆性以及辐照脆性，极大地限制了 W及其合金作为结构材料的应用。研究表明，W及其合金的脆性主要是由于在晶粒边界处裂纹的产生与扩展引起的，而W及其合金的韧性与晶粒尺寸及其分布密切相关，晶粒尺寸越小，分布越均匀，其韧性越好(其韧脆转变温度降低)，这是由于晶粒尺寸越小，晶粒边界的弱化作用越差。尤其是，通过在纯钨基体中加入纳米级的陶瓷颗粒，可以很好地改善W的脆性。因为在高温下，纳米颗粒阻碍了晶粒边界的移动、抑制了回复再结晶和晶粒的长大，提高了 W基复合材料的韧性和抗蠕变性能。特别的是，在较高的能量作用下，纳米陶瓷颗粒可以固溶到W基体当中，形成间隙/置换固溶相；而间隙/置换固溶相会导致W晶格发生局部畸变，进而产生以间隙/置换位置为中心的应力场，当晶体裂纹尖端与这一个应力相互作用时，会导致裂纹发生偏转、分枝等作用，阻止裂纹的继续扩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光快速成形制备固溶增韧钨基复合材料的方法，其特征在于按以下步骤进行：（1）混合粉末由纯度为99.8%以上、平均颗粒尺寸为50~70?nm的TiC粉末和纯度为99.9%以上、平均颗粒尺寸为4.5~5.5?μm的W粉末组成，其中TiC粉末组分占总含量的1~1.5wt.%；（2）采用单罐行星式高能球磨机进行球磨，氩气进行保护，添加直径为Ф6~Ф10?mm的不锈钢球作为球磨介质，磨球与粉料的质量比为8：1~10：1，球磨机转速为250~300?rpm，球磨时间为30~45h；（3）建立待加工试件模型，并利用分层软件在模型高度方向上进行分层切片；（4）激光成形过程中，将一块成形缸基板水平固定在平台...

【技术特征摘要】
1.一种激光快速成形制备固溶增韧钨基复合材料的方法，其特征在于按以下步骤进行: (1)混合粉末由纯度为99.8%以上、平均颗粒尺寸为5(T70 nm的TiC粉末和纯度为99.9%以上、平均颗粒尺寸为4.5^5.5 Mm的W粉末组成，其中TiC粉末组分占总含量的Γ1.5wt.% ； (2)采用单罐行星式高能球磨机进行球磨，氩气进行保护，添加直径为Φ6 Φ10mm的不锈钢球作为球磨介质，磨球与粉料的质量比为8:1 0:1,球磨机转速为25(Γ300 rpm,球磨时间为3(T45h ； (3)建立待加工试件模型，并利用分层软件在模型高度方向上进行分层切片； (4)激光成形过程中，将一块成形缸基板水平固定在平台上，氩气充入密封装置中进行保护，铺粉装置将粉末铺在成形缸基板上，铺粉厚度为5(Γ60 μ ;随后，激光束按照设计好的模型对粉床表面进行逐层扫描；激光工艺参数如下:激光光斑直径200 210 μ m，激光功率120 140 W，激光扫描速率100 300 mm/s，激光扫描间距120 140 μ m。2.根据权利要求1所述的激光快速成形固溶增韧钨基复合材料的方法，其特征在于复合粉体中，TiC粉末组分占总含量的f1....

【专利技术属性】
技术研发人员：顾冬冬，张国全，王泓乔，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：