本發(fā)明涉及一種高溫合金，進(jìn)一步涉及高溫合金件裂紋修復(fù)用焊接材料產(chǎn)品、以及裂紋修復(fù)方法，特別是涉及一種增材制造鎳基高溫合金件的裂紋修復(fù)方法。

背景技術(shù)：

1、增材制造高溫合金是一種借助激光熔化技術(shù)或同步送粉技術(shù)將高溫合金粉末所制備成的高溫合金，這類合金零件具有制造周期短，形狀適應(yīng)性高的優(yōu)勢(shì)。

2、但是，當(dāng)增材制造高溫合金化學(xué)成分中的al、ti等γ′形成元素含量較高時(shí)，由于合金中的γ′沉淀相大量析出，極易在制造過程中出現(xiàn)應(yīng)變時(shí)效裂紋，從而大大制約了高al、ti含量沉底強(qiáng)化增材制造高溫合金的應(yīng)用。

3、如果能夠?qū)@類零件中的裂紋進(jìn)行裂紋修復(fù)，可以實(shí)現(xiàn)增材制造高溫合金裂紋修復(fù)再制造，從而大大提高零件生產(chǎn)的合格率，具有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供一種增材制造鎳基高溫合金件的裂紋修復(fù)方法，主要目的在于實(shí)現(xiàn)增材制造高溫合金的裂紋修復(fù)。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明主要提供如下技術(shù)方案：

3、一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種增材制造鎳基高溫合金件的裂紋修復(fù)方法，其中，采用填料粉末和焊料粉末對(duì)增材制造鎳基高溫合金件進(jìn)行裂紋修復(fù)；

4、其中，以重量百分比計(jì)，所述焊料粉末的化學(xué)成分包括：cr11.0～17.0wt％，w?5.0～9.0wt％，b?1～4wt％，c≤0.06wt％，co≤0.1wt％，ni為余量；

5、其中，以重量百分含量計(jì)，所述填料的化學(xué)成分如下：cr?6～10wt％，co?6～10wt％，w?6～10wt％，mo?0.5～3wt％，al?3～6wt％，ti?0.5～2wt％，ta3～6wt％，c≤0.2wt％，b≤0.1wt％，hf≤2wt％，ni為余量；

6、其中，以重量百分含量計(jì)，所述增材制造鎳基高溫合金的化學(xué)成分如下：cr?6～10wt％，co?6～10wt％，w?6～10wt％，mo?0.5～3wt％，al?3～6wt％，ti?0.5～2wt％，ta?3～6wt％，c≤0.2wt％，b≤0.1wt％，hf≤2wt％，ni為余量。

7、優(yōu)選的，在所述焊料粉末中：b的含量為2～3.5wt％；和/或所述填料粉末與所述增材制造鎳基高溫合金件的化學(xué)成分相同；和/或所述焊料粉末為球形和/或近球形，顆粒度為-325目；和/或所述填料粉末為球形和/或近球形，顆粒度為-140～+325目。

8、優(yōu)選的，所述焊料粉末的制備，包括：

9、對(duì)焊料合金進(jìn)行氣霧化處理，得到合金粉末；對(duì)合金粉末進(jìn)行過篩處理，選取設(shè)定顆粒度的合金粉末作為焊料粉末；

10、優(yōu)選的，氣霧化處理的參數(shù)如下：熔煉溫度為1390～1590℃；噴粉溫度為1410～1570℃；霧化氣體為惰性氣體，優(yōu)選為氬氣；霧化壓力為2～10mpa。

11、優(yōu)選的，所述填料粉末的制備，包括：

12、對(duì)填料合金進(jìn)行氣霧化處理，得到合金粉末；對(duì)合金粉末進(jìn)行過篩處理，選取設(shè)定顆粒度的合金粉末作為填料粉末；

13、優(yōu)選的，氣霧化處理的參數(shù)如下：熔煉溫度為1450～1620℃；噴粉溫度為1440～1590℃；霧化氣體為惰性氣體，優(yōu)選為氬氣；霧化壓力為2～10mpa。

14、優(yōu)選的，所述增材制造鎳基高溫合金件的裂紋修復(fù)方法包括如下步驟：

15、步驟s1：將第一膏狀料壓入到增材制造鎳基高溫合金件的裂紋內(nèi)；其中，所述第一膏狀料包括填料粉末、焊料粉末及粘接劑；

16、步驟s2：將第二膏狀料涂敷在裂紋處以覆蓋第一膏狀料，以及涂敷在裂紋附近的區(qū)域處；其中，所述第二膏狀料包括焊料粉末和粘接劑；

17、步驟s3：在增材制造鎳基高溫合金件上的第二膏狀料的周圍位置處涂敷阻流劑；

18、步驟s4：對(duì)涂敷阻流劑后的增材制造鎳基高溫合金件進(jìn)行干燥處理、裂紋修復(fù)處理，得到裂紋修復(fù)后的增材制造高溫合金件。

19、優(yōu)選的，在所述第一膏狀料中，粘接劑的含量不得超過8wt％；優(yōu)選的，所述粘接劑選用水基粘接劑；和/或在所述第一膏狀料中，所述焊料粉末的質(zhì)量占所述焊料粉末和填料粉末質(zhì)量之和的40～50wt％；和/或所述第一膏狀料的制備步驟，包括：將填料粉末與焊料粉末進(jìn)行混合，得到混合粉末；再將粘接劑加入混合粉末中，進(jìn)行攪拌處理，形成第一膏狀料；和/或在所述第二膏狀料中，所述粘結(jié)劑的含量為8～14wt％。

20、優(yōu)選的，在所述步驟s1之前，還包括步驟s0：清除增材制造鎳基高溫合金件上的待修復(fù)裂紋處的氧化層；和/或在所述步驟s4之后，還包括步驟s5：將裂紋修復(fù)后的增材制造高溫合金件上的殘余焊料進(jìn)行打磨處理。

21、優(yōu)選的，在所述步驟s1中：將第一膏狀料壓入到增材制造鎳基高溫合金件的裂紋內(nèi)，在壓實(shí)后，需清理掉溢出至裂紋外的非待焊部位上的第一膏狀料；和/或在所述步驟s2中：所述裂紋附近的區(qū)域處指的是：距離裂紋不超過2mm的區(qū)域；和/或在所述步驟s2中，所述第二膏狀料的涂敷量不少于裂紋容積的2倍；和/或在所述步驟s3中，阻流劑距離第二膏狀料的距離不超過2mm。

22、優(yōu)選的，在所述步驟s4中：所述干燥處理的溫度為80～150℃，干燥處理的時(shí)間為1-3小時(shí)；和/或在干燥處理后，需對(duì)增材制造鎳基高溫合金件上的表層焊料進(jìn)行修整；和/或所述裂紋修復(fù)處理是在真空熱處理爐或真空釬焊爐內(nèi)進(jìn)行；優(yōu)選的，裂紋修復(fù)處理的溫度為1150～1240℃，保溫時(shí)間為10～30分鐘，優(yōu)選的，在保溫時(shí)間結(jié)束后，采用爐冷或充氬的方式進(jìn)行冷卻處理；優(yōu)選的，在冷卻處理之前，爐內(nèi)的真空壓強(qiáng)不高于4×10-2pa。

23、優(yōu)選的，所述增材制造鎳基高溫合金件的裂紋修復(fù)方法，用于修復(fù)裂紋間隙尺寸不大于1.2mm的裂紋；和/或所述裂紋修復(fù)后的增材制造高溫合金件中的裂紋消除，修復(fù)部位無未焊上缺陷。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的增材制造鎳基高溫合金件的裂紋修復(fù)方法至少具有下列有益效果：

25、本發(fā)明實(shí)施例提供一種增材制造鎳基高溫合金件的裂紋修復(fù)方法，為解決高al、ti的γ′強(qiáng)化增材制造鎳基高溫合金零件的裂紋修復(fù)問題。本發(fā)明實(shí)施例采用了填料粉末與焊料粉末相結(jié)合的方式進(jìn)行裂紋修復(fù)。具體地，采用合金本體成分的粉末作為填料粉末，為提高大間隙裂紋內(nèi)部修復(fù)致密度，在填料中混合了一定量的低熔點(diǎn)高潤(rùn)濕性的焊料粉末，結(jié)合緊密的壓實(shí)，確保裂紋間隙內(nèi)得以保存足量的粉末，以避免出現(xiàn)局部未焊上缺陷。在修復(fù)過程中，本發(fā)明的混合粉末(填料粉末和焊料粉末)作為接頭中基體骨架，相較于直接采用填料粉末作為骨架，或者僅加入少量焊料粉末的混合粉末骨架，可避免當(dāng)所修復(fù)的裂紋間隙較寬時(shí)中心部位未焊合的情況。此外，由于基材為高al、ti的沉淀強(qiáng)化型增材制造高溫合金，即使在熱處理后，仍存在較大殘余內(nèi)應(yīng)力，在此本發(fā)明實(shí)施例采用了與增材制造高溫合金件成分相同的填料粉末，最大限度地保證了焊接材料與基體的匹配性，避免進(jìn)一步產(chǎn)生應(yīng)力開裂。此外，焊料粉末的化學(xué)成分中添加了母材中也同樣具備的cr元素和w元素作為強(qiáng)化元素，以提高匹配性。其中cr元素的添加量更多一些，以獲得更好的抗氧化效果，w元素的添加量適中，以免過量的w導(dǎo)致流動(dòng)性下降，從而降低焊接工藝性，此外，通過限制co元素含量，可以降低裂紋敏感性。焊料粉末中的b元素起到了降低焊料熔點(diǎn)的作用，b元素配合基體元素ni和強(qiáng)化元素cr、w共同添加，確保焊縫在保證強(qiáng)度和組織穩(wěn)定性的同時(shí)，提高焊料潤(rùn)濕性、流動(dòng)性和填隙性，從而減少焊縫缺陷，提高焊縫強(qiáng)度。

26、進(jìn)一步地，本發(fā)明實(shí)施例在將填料粉末、焊料粉末及粘接劑共混形成用于壓入裂紋內(nèi)部的第一膏狀料時(shí)，需要嚴(yán)格控制粘接劑的用量，若粘接劑過量則會(huì)導(dǎo)致焊縫的致密度不佳，出現(xiàn)焊接缺陷，從而使得裂紋未能成功修復(fù)。若粘接劑含量不足，會(huì)導(dǎo)致焊膏流動(dòng)性太差，且固化過快，難以壓入裂紋內(nèi)。

27、進(jìn)一步地，本發(fā)明實(shí)施例在焊料和填料粉末的顆粒度規(guī)格選擇上，采用了不同的粒度，焊料粉末更細(xì)，而填料粉末更粗，從而使焊料粉末得以填充填料粉末之間的縫隙，充分利用現(xiàn)有空間進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)更大的空間利用率，使裂紋內(nèi)填入更多的粉末。此外，不同粒度粉末的使用，也增大了裂紋內(nèi)粉末的實(shí)際加入量，進(jìn)一步保障了寬間隙裂紋的修復(fù)能力。

28、進(jìn)一步地，本發(fā)明實(shí)施例提供的增材制造鎳基高溫合金件的裂紋修復(fù)方法，在將第一膏狀料壓入裂紋之后，在裂紋外部，則直接放置低熔點(diǎn)高潤(rùn)濕性的焊料粉末(該焊料粉末與粘接劑混合成第二膏狀料)，充分借助修復(fù)過程中焊料優(yōu)異的流動(dòng)和填隙性能，滲入裂紋內(nèi)的微縫隙通道中并填滿整條裂紋，殘存在裂紋外的焊料在焊后打磨之后，可以提供比第一膏狀料更優(yōu)異的表面質(zhì)量。綜上，裂紋外部涂敷的焊料粉末(第二膏狀料)具有極佳的流動(dòng)性、潤(rùn)濕性和填隙性能，能夠輔助滲入裂紋殘存間隙，在確保表面質(zhì)量的同時(shí)，提高接頭內(nèi)部質(zhì)量。

29、綜上，本發(fā)明實(shí)施例提供一種增材制造鎳基高溫合金件的裂紋修復(fù)方法，采用了與增材制造高溫合金基材成分相同的合金粉末作為填料，配合高潤(rùn)濕性焊料，借助適應(yīng)性廣泛且成本較低的真空熱處理爐或真空釬焊爐，即可在滿足增材制造零件使用需求的情況下，通過修復(fù)再制造的方式，極大地提高了合格率，降低生產(chǎn)成本，具有巨大經(jīng)濟(jì)價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。

30、上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。