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鈮鎢合金粉末、鈮鎢合金制品及其制備方法與流程

878   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來源:寧夏東方智造科技有限公司  
2023-10-12 16:19:26
鈮鎢合金粉末、鈮鎢合金制品及其制備方法與流程

1.本技術(shù)屬于材料加工技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及鈮鎢合金粉末、鈮鎢合金制品及其制備方法。

背景技術(shù):

2.鈮鎢合金粗料的室溫強(qiáng)度較高,塑性較差,在鑄錠加工時(shí)多采用高溫?cái)D壓的方式,以細(xì)化鑄錠晶粒。擠壓后合金粗料的塑性大為提升,可以通過鍛造、軋制、旋壓等加工方式獲得所需規(guī)格的棒、板材和鍛件、旋壓件。加制涂層后可以用于1000-1600℃溫度范圍內(nèi),應(yīng)用于國內(nèi)航空航天領(lǐng)域。是一種十分重要的工程和功能材料

3.目前對于鈮鎢合金材料常規(guī)采用熱加工擠壓、鍛造開坯,經(jīng)過徑鍛、軋制等方式加工成坯料,后經(jīng)過機(jī)加工等方式加工成所需要結(jié)構(gòu)零部件。

4.現(xiàn)有技術(shù)還需要更好的鈮鎢合金制品。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

5.本技術(shù)首先提供一種新型鈮鎢合金球形粉末及其制備方法,該粉末特別適合用于3d打印技術(shù)。

6.本發(fā)明然后提出一種基于上述鈮鎢合金粉末制備的鈮鎢合金制品及其3d打印制備方法。利用3d打印的方法,能夠?qū)崿F(xiàn)個(gè)性化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜零件的打印,進(jìn)而推進(jìn)鈮鎢合金的航天領(lǐng)域應(yīng)用。

7.在第一方面,本技術(shù)提供一種鈮鎢合金粉末,所述鈮鎢合金粉末的化學(xué)成分如下:

8.w 4%~6%,mo 1%~3%,zr 0.5~2%,ta 0~0.1%,m 0~0.1%,余量為nb和不可避免的雜質(zhì),m選自一種或多種過渡金屬元素;

9.所述鈮鎢合金粉末的o含量為1000ppm以下;

10.所述鈮鎢合金粉末的體積累計(jì)粒度分布d10=20-30μm,d90=45-55μm,d50=30~40μm,(d90-d10)/d50=0.5~0.8;

11.所述鈮鎢合金粉末的球形度≥0.8(例如≥0.9)。

12.所述鈮鎢合金粉末的氧含量為500ppm以下,例如200ppm以下。

13.在一些實(shí)施方案中,(d90-d10)/d50=0.6~0.7。

14.在第二方面,本技術(shù)提供一種上述鈮鎢合金粉末的制備方法,包括:

15.(1)提供鈮鎢合金粗料;

16.(2)對鈮鎢合金粗料進(jìn)行氫化處理;

17.(3)將上一步產(chǎn)物破碎,并從破碎產(chǎn)物中收集粒徑a-bμm粉末,a=10~20,b=60~70;

18.(4)對上一步產(chǎn)物進(jìn)行脫氫降氧處理;

19.(5)對上一步產(chǎn)物進(jìn)行球化處理;

20.(6)收集鈮鎢合金粉末。

21.在一些實(shí)施方案中,所述鈮鎢合金粗料的化學(xué)成分根據(jù)目標(biāo)鈮鎢合金粉末的化學(xué)成分設(shè)計(jì)。

22.在一些實(shí)施方案中,氫化處理包括在氫氣氣氛內(nèi)對鈮鎢合金粗料進(jìn)行熱處理。

23.在一些實(shí)施方案中,步驟(2)的氫化處理包括以下步驟:

24.a1)將鈮鎢合金粗料(鑄錠或者不規(guī)則塊料)置于熱處理爐中;

25.a2)將熱處理爐抽真空,將鈮鎢合金粗料預(yù)熱(例如預(yù)熱至700~900℃);

26.a3)向熱處理爐中通入氫氣(例如通入至氣壓達(dá)到150~200pa);

27.a4)保溫(保溫溫度例如是700~900℃,保溫時(shí)間例如是600-800min);

28.a5)降溫(例如從700~900℃降溫至50~100℃,降溫時(shí)間例如是3000~3500min,降溫速度例如是1-10℃/min)。

29.在一些實(shí)施方案中,步驟(3)的破碎是采用顎式破碎機(jī)進(jìn)行分級破碎。

30.在一些實(shí)施方案中,步驟(3)包括對破碎后的粉末進(jìn)行篩分,篩分出其中粒徑為aμm以上bμm以下的粉末。

31.在一些實(shí)施方案中,脫氫降氧處理包括在真空氛圍下執(zhí)行以下熱處理:

32.在350~450℃(如400℃)處理50~70min;

33.在450~550℃(如500℃)處理100~150min(如120min);

34.在700~800℃(如750℃)處理100~150min(如120min);

35.在800~1000℃(如900℃)處理800~1100min(如900-1050min);

36.加入鎂粉,在800~1000℃(如920℃)處理100~300min(如120-240min)。

37.在一些實(shí)施方案中,降氧處理是指在脫氫處理后加入0.2%鎂粉,然后執(zhí)行以下熱處理:920℃/240min。

38.在一些實(shí)施方案中,脫氫降氧處理過程中,包括添加鎂單質(zhì)的步驟。例如,熱處理前在上、中、下坩堝蓋放置適量鎂顆粒。

39.在一些實(shí)施方案中,步驟(4)和(5)之間還包括酸洗的步驟。

40.在一些實(shí)施方案中,酸洗是指將粉末洗至電導(dǎo)率小于0.5μs/cm。

41.在一些實(shí)施方案中,使用鹽酸進(jìn)行酸洗。

42.在一些實(shí)施方案中,步驟(5)中,使用等離子球化技術(shù)進(jìn)行球化處理。等離子球化技術(shù)通過等離子體焰流的瞬時(shí)加熱作用,使粉體由表及里發(fā)生熔化,在表面張力的作用下形成球形液滴,最后凝固形成球形粉末。

43.在第三方面,本技術(shù)提供一種鈮鎢合金制品的制備方法,包括

44.(1)提供上述任一項(xiàng)的鈮鎢合金粉末;

45.(2)采用3d打印技術(shù)將鈮鎢合金粉末加工成型,獲得打印坯體。

46.在一些實(shí)施方案中,3d打印過程中,打印坯體包括:輪廓部分、填充部分、上表面部分、下表面部分和支撐部分。

47.在一些實(shí)施方案中,針對輪廓部分的打印參數(shù)包括以下一項(xiàng)或多項(xiàng):

48.輪廓掃描激光功率100-165w;

49.輪廓掃描速度550-650mm/s;

50.在一些實(shí)施方案中,針對填充部分的打印參數(shù)包括以下一項(xiàng)或多項(xiàng):

51.填充掃描激光功率420-485w;

52.填充掃描速度550-650(mm/s);

53.在一些實(shí)施方案中,針對上表面部分的打印參數(shù)包括以下一項(xiàng)或多項(xiàng):

54.上表面掃描激光功率240-280w;

55.上表面掃描速度410-525mm/s;

56.在一些實(shí)施方案中,針對下表面部分的打印參數(shù)包括以下一項(xiàng)或多項(xiàng):

57.下表面掃描激光功率180-275w;

58.下表面掃描速度470-585mm/s;

59.在一些實(shí)施方案中,針對支撐部分的打印參數(shù)包括以下一項(xiàng)或多項(xiàng):

60.支撐掃描激光功率150-280w;

61.支撐掃描速度660-750mm/s。

62.在一些實(shí)施方案中,針對輪廓部分的打印參數(shù)包括以下一項(xiàng)或多項(xiàng):

63.輪廓掃描激光功率100-165w;

64.輪廓掃描速度550-650mm/s;

65.輪廓分區(qū)閾值0.01-0.05。

66.在一些實(shí)施方案中,針對填充部分的打印參數(shù)包括以下一項(xiàng)或多項(xiàng):

67.填充掃描次數(shù)1-3次;

68.填充掃描層間旋轉(zhuǎn)角45-67

°

;

69.填充掃描激光功率420-485w;

70.填充掃描速度550-650(mm/s);

71.填充掃描線間距0.1-0.14mm;

72.條形分區(qū)寬度5-10mm;

73.條形分區(qū)掃描間距0.1-0.15mm;

74.條形分區(qū)間搭接量0.08-0.16mm;

75.條帶平移寬度6.10-6.18mm。

76.在一些實(shí)施方案中,針對上表面部分的打印參數(shù)包括以下一項(xiàng)或多項(xiàng):

77.上表面掃描次數(shù)2-3次;

78.上表面掃描激光功率240-280w;

79.上表面掃描速度410-525mm/s;

80.上表面掃描線間距0.01-0.12mm。

81.在一些實(shí)施方案中,針對下表面部分的打印參數(shù)包括以下一項(xiàng)或多項(xiàng):

82.表面掃描次數(shù)2-3次;

83.下表面掃描激光功率180-275w;

84.下表面掃描速度470-585mm/s;

85.下表面掃描線間距0.01-0.12mm。

86.在一些實(shí)施方案中,針對支撐部分的打印參數(shù)包括以下一項(xiàng)或多項(xiàng):

87.支撐掃描次數(shù)1-2次;

88.支撐掃描激光功率150-280w;

89.支撐掃描速度660-750mm/s。

90.在一些實(shí)施方案中,3d打印方法還包括:

91.(3)對打印坯體進(jìn)行打印后處理。

92.在一些實(shí)施方案中,所述打印后處理包括以下一項(xiàng)或多項(xiàng)操作:機(jī)械加工、表面處理和清洗。

93.在一些實(shí)施方案中,3d打印方法還包括:

94.(4)對上一步產(chǎn)物進(jìn)行真空熱處理;

95.所述真空熱處理的溫度為1350℃~1750℃(例如1450-1550℃,例如1550-1650℃),時(shí)間為60~120min(例如60-90min,例如90-120min)。

96.在第二方面,本技術(shù)提供一種鈮鎢合金打印制品,由上述任一項(xiàng)所述的方法制備而得。

97.在一些實(shí)施方案中,鈮鎢合金制品具有以下一項(xiàng)或多項(xiàng)特征:

98.常溫抗拉強(qiáng)度450~550mpa,例如500~520mpa;

99.常溫屈服強(qiáng)度300~400mpa,例如330~350mpa;

100.常溫延伸率20%~25%,例如21%~23%;

101.密度8~9g/cm3,例如8.5~9g/cm3。

102.在一些實(shí)施方案中,3d打印技術(shù)是一種將建立的三維數(shù)字化模型通過切片軟件進(jìn)行路徑規(guī)劃,再使用粉末、線材、液體等材料逐層堆積完成三維實(shí)體模型制造的技術(shù)。作為對傳統(tǒng)加工方式的補(bǔ)充,3d打印技術(shù)的主要特點(diǎn)是無需開模、材料利用率高,并且可以制造傳統(tǒng)加工方式難以加工的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件,因此在航空航天、工業(yè)制造、醫(yī)學(xué)教育等眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。其中,粉末床熔融技術(shù)代表工藝有選擇性激光燒結(jié)(sls)、選擇性激光熔融(slm)和電子束熔融(ebm),定向能量沉積技術(shù)代表工藝有激光凈成型技術(shù)(lens)。選擇性激光熔融(slm)也屬于粉末床熔融技術(shù)的一種,是在sls基礎(chǔ)上發(fā)展起來的金屬3d打印技術(shù)。它的成型原理與sls極為相似,不同點(diǎn)在于slm的激光溫度較高,能完全熔化所有金屬粉末。

103.slm應(yīng)屬于slssls技術(shù)起源于1986年,于1988年研制成功了第一臺sls成形機(jī)。隨后,由美國的dtm公司將其商業(yè)化,于1992年推出了該工藝的商業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備sinterstation 2000成形機(jī)。在過去的20多年里,sls技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,研究選擇性激光燒結(jié)設(shè)備工藝的單位有美國的dtm公司、3d systems公司、德國的eos公司等;

104.sls選擇性激光燒結(jié)工藝成型原理如圖4所示。sls選擇性激光燒結(jié)加工的過程先采用壓輥6將一層粉末4平鋪到已成型工件3的上表面,數(shù)控系統(tǒng)1操控激光器2發(fā)射激光束5按照該層截面輪廓在粉層上進(jìn)行掃描照射而使粉末4的溫度升至熔化點(diǎn),從而進(jìn)行燒結(jié)并于下面已成型工件3實(shí)現(xiàn)粘合。當(dāng)一層截面燒結(jié)完后工作臺將下降一個(gè)層厚,這時(shí)壓輥6又會(huì)均勻地在上面鋪上一層粉末4并開始新一層截面的燒結(jié),如此反復(fù)操作直接工件完全成型。

105.對3d打印參數(shù)中的關(guān)鍵性參數(shù)說明如下:

106.輪廓參數(shù):激光掃描組成構(gòu)件表面區(qū)域的功率、線條數(shù)量,其中包含掃描線條數(shù)量(contour std count)為1時(shí),掃描間距為0,掃描線條數(shù)量(contour std count)大于1時(shí),間距參數(shù)方有效。間距參數(shù)在比例參數(shù)中設(shè)置,輪廓掃描功率(contour std laser power)為激光功率,可分別設(shè)置多條不同的輪廓掃描功率和輪廓掃描速度,設(shè)置數(shù)量取決于掃描線條數(shù)量的值。

107.輪廓分區(qū)閾值(contour std partition threshold):區(qū)分激光掃描上下表面的臨界值,僅對應(yīng)的contour std partition on/off參數(shù)為1時(shí)生效。當(dāng)局部垂懸(overhang)值大于輪廓分區(qū)閾值時(shí),該局部的輪廓會(huì)被判定為下表面輪廓,輪廓分區(qū)閾值由layer thickness和overhang參數(shù)共同決定,其值為絕對值。

108.上表面(upskin)、下表面(downskin)參數(shù):根據(jù)構(gòu)件擺放位置,平行于構(gòu)件成型基板的兩個(gè)表面,激光掃描1次后該區(qū)域不再掃描為上表面,激光掃描次后該區(qū)域繼續(xù)掃描的為下表面,可進(jìn)行多次掃描以達(dá)到構(gòu)件成型要求。

109.支撐:為了保證構(gòu)件打印成功,對構(gòu)件下表面設(shè)置的一種結(jié)構(gòu),輔助下表面掃描成型,分為塊狀線狀、點(diǎn)狀、實(shí)體、錐形、網(wǎng)狀、輪廓、樹形等多種結(jié)構(gòu)。

110.填充掃描次數(shù)(fill scan count):激光對構(gòu)件非輪廓區(qū)域進(jìn)行掃描的次數(shù),相鄰兩次掃描的方向?yàn)橄嗷ゴ怪薄?br />
111.填充掃描速度(fill speed):激光掃描該區(qū)域時(shí)時(shí)的速度。

112.線間距(fill distance):在同一掃描截面上,相鄰兩條激光線條之間的距離。

113.填充層間旋轉(zhuǎn)角(fill rotate angle):激光沿著某一確定的方向掃描完一層后,下一層掃描時(shí)會(huì)以上一次掃描方向旋轉(zhuǎn)一定的角度進(jìn)行掃描,兩層掃描方向所形成的夾角。

114.條形分區(qū)寬度是(stripe width):激光掃描時(shí)每一條激光組合形成一個(gè)具有距離的寬度。

115.條形分區(qū)掃描間距(stripe fill distance):固定條帶寬度中每一條激光之間的距離。

116.條形分區(qū)間搭接量(stripe overlap):相鄰兩個(gè)條帶形成具有一定相交的寬度距離。

117.條帶平移寬度(stripe offset):相鄰層之間條帶錯(cuò)位平移距離。

118.本技術(shù)的有益效果:

119.(1)本技術(shù)提供一種新型鈮鎢合金球形粉末,該粉末具有特定的化學(xué)成分和顆粒參數(shù),該粉末用于3d打印,打印獲得的產(chǎn)品表現(xiàn)出改善的性能品質(zhì);

120.(2)本公開提供一種新的3d打印方法,采用該方法打印獲得的產(chǎn)品表現(xiàn)出改善的性能品質(zhì)。

附圖說明

121.圖1是實(shí)施例1的鈮鎢合金粉末的粒度分布曲線;

122.圖2是實(shí)施例1的鈮鎢合金粉末的放大200倍和500倍照片。

123.圖3是一些3d打印產(chǎn)品的照片。

124.圖4是sls選擇性激光燒結(jié)工藝成型原理。

具體實(shí)施方式

125.現(xiàn)在將詳細(xì)提及本技術(shù)的具體實(shí)施方案。盡管結(jié)合這些具體的實(shí)施方案描述本技術(shù),但應(yīng)認(rèn)識到不打算限制本技術(shù)到這些具體實(shí)施方案。相反,這些實(shí)施方案意欲覆蓋可包括在由權(quán)利要求限定的發(fā)明精神和范圍內(nèi)的替代、改變或等價(jià)實(shí)施方案。在下面的描述中,

闡述了大量具體細(xì)節(jié)以便提供對本技術(shù)的全面理解。本技術(shù)可在沒有部分或全部這些具體細(xì)節(jié)的情況下被實(shí)施。在其它情況下,為了不使本技術(shù)不必要地模糊,沒有詳細(xì)描述熟知的工藝操作。

126.當(dāng)與本說明書和附加權(quán)利要求中的“包括”、“方法包括”、或類似語言聯(lián)合使用時(shí),單數(shù)形式“某”、“某個(gè)”、“該”包括復(fù)數(shù)引用,除非上下文另外清楚指明。除非另外定義,本文中使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有本技術(shù)所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

127.除非特別說明,本技術(shù)實(shí)施例所用試驗(yàn)條件為本領(lǐng)域常規(guī)試驗(yàn)條件。除非特別說明,本技術(shù)實(shí)施例所用試劑均為市購。

128.以下實(shí)施例中,如果提到真空,除非特別說明,否則真空度為7

×

10-3

pa。

129.實(shí)施例1

130.以鈮鎢合金為主,主要流程如下:

131.1.打印原料準(zhǔn)備

132.1)提供鈮鎢合金粗料,鑄錠或者不規(guī)則塊料(長、寬<300mm)。

133.2)對鈮鎢合金粗料進(jìn)行氫化處理,包括

134.將鈮鎢合金粗料置于熱處理爐中,抽真空至0.133pa以下,加熱至800℃保溫60min,然后通氫氣至壓力達(dá)到160-190pa,然后在800℃保溫600-800min,最后執(zhí)行降溫程序,從800℃降溫至100℃,降溫耗時(shí)3100-3500min,降溫速率約為4~6℃/min;

135.3)采用顎式破碎機(jī)對上一步產(chǎn)物進(jìn)行分級破碎,破碎后采用氣體保護(hù)篩對破碎產(chǎn)物進(jìn)行分級篩分,篩分出粒徑范圍為15-63μm粉末;

136.4)對上一步產(chǎn)物執(zhí)行脫氫處理和降氧處理:

137.脫氫處理是指在真空環(huán)境下執(zhí)行以下熱處理程序:

138.400℃/60min



500℃/120min



750℃/120min



900℃/1000min;

139.降氧處理是指在脫氫處理后加入0.2%鎂粉,然后執(zhí)行以下熱處理:920℃/240min。

140.5)酸水洗:將濃度37%的鹽酸用水稀釋,二者體積比為1:2;將稀釋后的酸和上一步產(chǎn)物置于滾筒中進(jìn)行酸洗,酸洗時(shí)間為180min,酸洗后水洗,直至洗滌排出的水的電導(dǎo)率小于0.5μs/cm;

141.7)采用40kw等離子球化平臺對上一步產(chǎn)物進(jìn)行球化處理,獲得鈮鎢合金粉末。

142.鈮鎢合金粉末的化學(xué)成分如下:

143.表1

144.元素wmozrtafesialnb實(shí)測值%5.11.90.90.0750<0.010.01<0.01余量元素chon

????

實(shí)測值%0.0630.00230.0170.0072

????

145.鈮鎢合金粉末的體積粒度分布如圖1所示。鈮鎢合金粉末的體積粒度分布參數(shù)為d10=25.48μm,d25=30.45μm,d50=37.04μm,d75=43.66μm,d90=49.59μm。(d90-d10)/d50=0.65。

146.圖2是實(shí)施例1的鈮鎢合金粉末的放大200倍和500倍照片。如圖所示,鈮鎢合金粉末的顆粒為球形顆粒。鈮鎢合金粉末的球形度為>90。

147.*粒度分布檢測標(biāo)準(zhǔn)參照gb/t 19077-2016粒度分析激光衍射法

148.*球形度檢測標(biāo)準(zhǔn)參照ys/t 1297-2019鈦及鈦合金粉末球形率測定方法。

149.2.建模

150.2.1采用建模軟件(如solidworks)建立構(gòu)建模型。

151.2.2在一些實(shí)施方案中,采用3-matic對模型進(jìn)行輕量化或多孔處理,由于鈮鎢合金本身密度較高,在對重量有一定要求的情況下可以將零件的一些實(shí)體部分轉(zhuǎn)換為多孔結(jié)構(gòu),能有效減輕零件重量。同時(shí)將模型轉(zhuǎn)換為stl模式,基于三角片進(jìn)行處理,減少逆向工程和傳統(tǒng)cad之間的循環(huán)反復(fù)。

152.2.2采用magics軟件對模型進(jìn)行修復(fù)并處理模型細(xì)節(jié),分析模型打印的可行性以及是否需要設(shè)計(jì)支撐。如需要,根據(jù)材料特性設(shè)計(jì)支撐,保證打印過程中不會(huì)出現(xiàn)翹起或因?yàn)椴糠謶铱諢o法打印的情況。

153.3.打印

154.3.1用buildstar軟件對設(shè)計(jì)好的模型及支撐進(jìn)行排版、設(shè)置材料包、調(diào)整工件參數(shù),完成后進(jìn)行切片處理,即觀察理論情況下模型的打印過程,預(yù)測打印時(shí)間及需要的裝粉量,以保證零件順利打印。

155.3.2過調(diào)控激光光斑大小、激光功率、掃描速度、掃描路徑、鋪粉層厚等參數(shù),并在不同參數(shù)下打印拉伸樣、金相樣和密度樣等樣品進(jìn)行性能檢測,并從樣品的檢測結(jié)果中得到最優(yōu)的打印參數(shù),從而有效控制打印件內(nèi)部冶金缺陷,使力學(xué)性能及高溫性能達(dá)到指標(biāo)要求。

156.打印采用的參數(shù)如下表所示:

157.表2

[0158][0159]

4.打印后處理

[0160]

用線切割將打印件從基板上切除下來,隨后將打印件上的支撐等用工具去除,支撐去除部位要用銼刀處理干凈,并將零件整體用噴砂機(jī)處理。

[0161]

5.真空熱處理

[0162]

真空熱處理參數(shù)如下:采用真空爐對上一步產(chǎn)物進(jìn)行熱處理,真空度為≤7

×

10-3

pa,熱處理溫度設(shè)置為1450℃,保溫時(shí)間為90min。最后獲得鈮鎢合金的3d打印產(chǎn)品,編號為s1。

[0163]

該產(chǎn)品的尺寸規(guī)格如下3

×

10

×

100mm。下一步將該產(chǎn)品作為測試樣品進(jìn)行力學(xué)性能測試。

[0164]

對比例1

[0165]

對比例1是采用常規(guī)工藝制備的同規(guī)格樣品。

[0166]

常規(guī)工藝是指:熱加工擠壓、鍛造開坯,經(jīng)過徑鍛、軋制等方式加工成坯料,后經(jīng)過機(jī)加工的加工成產(chǎn)品。

[0167]

1.提供鑄錠,規(guī)格

[0168]

2.將鑄錠加熱至1200℃,擠壓至獲得擠壓錠

[0169]

3.對擠壓錠酸洗處理;

[0170]

4.對擠壓錠進(jìn)行徑鍛和軋制;

[0171]

5.熱處理

[0172]

多次循環(huán)步驟4-5

[0173]

6.機(jī)械加工上一步產(chǎn)物,獲得不同規(guī)格的產(chǎn)品如下:

①①②3×

10

×

100mm。

[0174]

對比例2

[0175]

對比例2是采用對照工藝制備的同規(guī)格樣品。

[0176]

鈮鎢合金粉末的粒度分布參數(shù)為d10=15.45μm,d25=18.21μm,d50=21.69μm,d75=26.27μm,d90=28.36μm。(d90-d10)/d50=0.595。

[0177]

對比例3

[0178]

對比例3與實(shí)施例1的區(qū)別在于3d打印參數(shù)設(shè)置不同。具體區(qū)別在于掃描激光功率和掃描速度不同:

[0179]

針對輪廓部分的打印參數(shù)包括:輪廓掃描激光功率200w;輪廓掃描速度450mm/s;

[0180]

針對填充部分的打印參數(shù)包括:填充掃描激光功率300w;填充掃描速度600(mm/s);

[0181]

針對上表面部分的打印參數(shù)包括:上表面掃描激光功率150w;上表面掃描速度550mm/s;

[0182]

針對下表面部分的打印參數(shù)包括:下表面掃描激光功率180w;下表面掃描速度420mm/s;

[0183]

針對支撐部分的打印參數(shù)包括:支撐掃描激光功率150w;支撐掃描速度600mm/s。

[0184]

鈮鎢合金制品性能測試

[0185]

參照gb/t228.2-2015標(biāo)準(zhǔn)對上述打印產(chǎn)品進(jìn)行力學(xué)性能測試,測試項(xiàng)目包括:拉伸性能(rm),條件屈服強(qiáng)度(rp

0.2

)和延伸率(a%),測試結(jié)果如下。

[0186][0187]

參考上述測試顯示,實(shí)施例1采用了本發(fā)明特定的鈮鎢合金粉末,采用了本發(fā)明特定的3d打印技術(shù)制備獲得的力學(xué)性能顯著改善的制品。

[0188]

對比例1沒有采用3d打印技術(shù),對比例2沒有采用本發(fā)明特定的鈮鎢合金粉末,對比例3沒有采用本發(fā)明特定的3d打印參數(shù)。對比例1-3獲得的產(chǎn)品不具有顯著改善的力學(xué)性能。

[0189]

根據(jù)本發(fā)明制備鈮鎢合金制品的方法,下面還制備了一些鈮鎢合金制品。這些鈮鎢合金制品示出在圖3所示的照片中。

[0190]

最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本技術(shù)的技術(shù)方案而非對其限制;盡管參照較佳實(shí)施例對本技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的說明,所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對本技術(shù)的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者對部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而不脫離本技術(shù)技術(shù)方案的精神,其均應(yīng)涵蓋在本技術(shù)請求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。技術(shù)特征:

1.一種鈮鎢合金粉末,所述鈮鎢合金粉末的化學(xué)成分如下:w 4%~6%,mo 1%~3%,zr 0.5~2%,ta 0~0.1%,si 0~0.1%,m 0~0.1%,余量為nb和可接受的雜質(zhì),m選自一種或多種過渡金屬元素;所述鈮鎢合金粉末的o含量為1000ppm以下;所述鈮鎢合金粉末的體積累計(jì)粒度分布d10=20-30μm,d90=45-55μm,d50=30~40μm,(d90-d10)/d50=0.5~0.8;所述鈮鎢合金粉末的球形度≥0.8。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈮鎢合金粉末,所述可接受的雜質(zhì)包括以下一種或多種元素:c、h、o、n、p。3.權(quán)利要求1所述的鈮鎢合金粉末,其制備方法包括:(1)提供鈮鎢合金粗料;(2)對鈮鎢合金粗料進(jìn)行氫化處理;(3)將上一步產(chǎn)物破碎,并從破碎產(chǎn)物中收集粒徑a-bμm粉末,a=10~20,b=60~70;(4)對上一步產(chǎn)物進(jìn)行脫氫降氧處理;(5)對上一步產(chǎn)物進(jìn)行球化處理;(6)收集鈮鎢合金粉末。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鈮鎢合金粉末,其中,氫化處理包括以下步驟:a1)將鈮鎢合金粗料置于熱處理爐中;a2)將熱處理爐抽真空,將鈮鎢合金粗料預(yù)熱至700~900℃;a3)向熱處理爐中通入氫氣至氣壓達(dá)到150~200pa;a4)在700~900℃保溫600-800min;a5)從700~900℃降溫至50~100℃,降溫時(shí)間3000~3500min,降溫速度1-10℃/min。5.一種鈮鎢合金制品的制備方法,包括(1)提供權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的鈮鎢合金粉末;(2)采用3d打印技術(shù)將鈮鎢合金粉末加工成型,獲得打印坯體。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中,打印坯體包括:輪廓部分、填充部分、上表面部分、下表面部分和支撐部分。針對輪廓部分的打印參數(shù)包括:輪廓掃描激光功率100-165w;輪廓掃描速度550-650mm/s;針對填充部分的打印參數(shù)包括:填充掃描激光功率420-485w;填充掃描速度550-650(mm/s);針對上表面部分的打印參數(shù)包括:上表面掃描激光功率240-280w;上表面掃描速度410-525mm/s;針對下表面部分的打印參數(shù)包括:下表面掃描激光功率180-275w;下表面掃描速度470-585mm/s;針對支撐部分的打印參數(shù)包括:支撐掃描激光功率150-280w;支撐掃描速度660-750mm/s。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,還包括:(3)對打印坯體進(jìn)行打印后處理;

所述打印后處理包括以下一項(xiàng)或多項(xiàng)操作:機(jī)械加工、表面處理和清洗。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,還包括:(4)上一步產(chǎn)物進(jìn)行真空熱處理;所述真空熱處理的溫度為1350℃~1750℃,時(shí)間為30~90min。9.一種鈮鎢合金制品,由權(quán)利要求5~8任一項(xiàng)所述的方法制備獲得。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鈮鎢合金制品,其具有以下一項(xiàng)或多項(xiàng)物理性質(zhì):(1)常溫抗拉強(qiáng)度450~550mpa,例如500~520mpa;(2)常溫屈服強(qiáng)度rp

0.2 300~400mpa,例如330~350mpa;(3)常溫延伸率20%~25%,例如21%~23%;(4)密度8~9g/cm3,例如8.5~9g/cm3。

技術(shù)總結(jié)

本申請?zhí)峁┮环N鈮鎢合金粉末及制品及其制備方法。鈮鎢合金粉末的化學(xué)成分如下:W 4%~6%,Mo 1%~3%,Zr 0.5~2%,Ta 0~0.1%,Si 0~0.1%,M 0~0.1%,余量為Nb和可接受的雜質(zhì),M選自一種或多種過渡金屬元素;所述鈮鎢合金粉末的O含量為1000ppm以下;所述鈮鎢合金粉末的體積累計(jì)粒度分布D10=20-30μm,D90=45-55μm,D50=30~40μm,(D90-D10)/D50=0.5~0.8;所述鈮鎢合金粉末的球形度≥0.8。0.8。0.8。

技術(shù)研發(fā)人員:李小平 張亞軍 李興鈺 拓萬勇 劉磊 張靜 馬晶

受保護(hù)的技術(shù)使用者:寧夏東方智造科技有限公司

技術(shù)研發(fā)日:2022.12.28

技術(shù)公布日:2023/4/20
聲明:
“鈮鎢合金粉末、鈮鎢合金制品及其制備方法與流程” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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鈮鎢合金 鈮鎢合金粉末
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