一种适用于增材制造的铁基非晶合金

本发明涉及增材制造，具体涉及一种适用于增材制造使用的铁基非晶合金。

背景技术：

1、增材制造的过程是按照计算机辅助设计构建的三维空间模型，将薄层材料进行逐层累加来制造三维实体零部件。与传统的等材制造和减材制造相比，增材制造大大缩短了零部件的生产周期，原料利用率高，优化设计时更加高效和灵活，被广泛用于航空航天、能源、医学和汽车等领域的高性能零部件的设计与制造并且这些优点已经在跨越多种行业和产品研发周期的不同阶段的生产过程中得到的体现。

2、铁基非晶合金以其优异的防腐耐磨性能、超高的强度硬度以及相对低廉的材料成本而备受关注，但铁基非晶合金作为结构材料的应用受到非晶形成能力和可加工性的限制。同时，铁基非晶合金高的硬度和脆性使其难以进行机械加工，而将增材制造技术运用于复杂形状铁基非晶合金零件的成形，将有望解决铁基非晶合金的应用困境。

3、现有的铁基非晶合金体系用于增材制造时应力较大，易产生裂纹、气孔等缺陷，成形性及工艺性差，难以满足使用要求，限制了铁基非晶合金在增材制造方面的应用。因此，需要开发适用于增材制造的新型铁基非晶合金材料。

技术实现思路

1、为了解决适用于增材制造的铁基非晶合金种类少、成形性及工艺性差的问题，本发明旨在提供一种适用于增材制造的铁基非晶合金及其制备方法。

2、实现本发明目的的技术解决方案是：

3、一种适用于增材制造的铁基非晶合金，其化学成分按质量百分比计为：cr：20～22.5％；mo：15.2～16.1％；b：1.9～2.8％；si：1.70～1.95％；c：2.4～2.8％；nb：3.40～3.75％；v：1.56～2.20％；dy：2.20～2.40％；y：0.50～0.69％，余量为fe。

4、基于铁基非晶合金粉末增材制造铁基非晶合金的方法，具体包括如下步骤：

5、按照设计的成分配比依次通过熔炼、雾化、筛粉制取粒径为15～53μm的铁基非晶合金粉末，将铁基非晶合金粉末用于激光选区熔化制备块体，选择光斑直径为90μm的激光器，采用每层激光扫描方向旋转90°的扫描策略，设置激光功率为150w～250w，扫描速度为800～1000mm/s，扫描间距为70μm，铺粉层厚30μm，在基板上增材制造出所述铁基非晶合金的块体试样。

6、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

7、本发明设计了一种适用于增材制造的铁基非晶合金，该合金体系用于增材制造时打印工艺性好，力学性能优异，显微硬度最高可达1260hv。通过增材制造得到的块体增材体平行于基板方向，维氏硬度可达1100～1260hv；而垂直于基板方向，维氏硬度可达1000～1200hv。总之，铁基非晶合金增材制造出的试样打印工艺性好、成形性好，体性能优异，具有高强度和优异的高温性能。

技术特征：

1.一种适用于增材制造的铁基非晶合金，其特征在于，其化学成分按质量百分比计为：cr：20~22.5%；mo：15.2~16.1%；b：1.9~2.8%；si：1.70~1.95%；c：2.4~2.8%；nb：3.40~3.75%；v：1.56~2.20%；dy：2.20~2.40%；y：0.50~0.69%，余量为fe。

2.基于权利要求1所述的铁基非晶合金增材制造铁基非晶合金块体的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，按照设计的成分配比依次通过熔炼、雾化、筛粉制取铁基非晶合金粉末。

4. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，铁基非晶合金粉末的粒径为15~53 μm。

技术总结本发明公开了一种适用于增材制造的铁基非晶合金，其成分按质量百分比为：Cr：20~22.5%；Mo：15.2~16.1%；B：1.9~2.8%；Si：1.70~1.95%；C：2.4~2.8%；Nb：3.40~3.75%；V：1.56~2.20%；Dy：2.20~2.40%；Y：0.50~0.69%，余量为Fe。该合金体系用于增材制造时打印工艺性好，力学性能优异，制备所得试样非晶体积占比达85%以上，显微硬度最高可达1260HV。技术研发人员：孔见,王庆宇,董可伟,彭勇,王克鸿受保护的技术使用者：南京理工大学技术研发日：技术公布日：2024/9/12