发明内容
[0006] 本发明的目的是针对FeMnSi合金激光增材制造过程中易产生较为严重的形状记忆功能损失的问题,发明一种稀土增强的激光增材制造用FeMnSi微纳粉芯丝材及其制备方法。
[0007] 本发明的技术方案之一是:
[0008] 一种硼化硅增强的激光增材制造用FeMnSi微纳粉芯丝材,其特征是它由稀土增强微纳粉芯和包裹用铁皮组成,所述的稀土增强微纳粉芯由微米粉和稀土纳米粉组成,所述的微米粉由锰和硅组成,它的质量占整个微纳粉芯丝材的28% 36%,所述的稀土纳米粉的质~量占整个微纳粉芯丝材的2% 4%,铁皮的质量占整个微纳粉芯丝材的60% 70%,各组分之和~ ~
为100%。
[0009] 所述微米粉中锰的质量分数为86%-97%、硅的质量分数为3%-14%,并按照配比直接混合后进行机械合金化制成。
[0010] 所述稀土纳米粉为La,Ce,Pr,Nd中的一种或几种混合,且其既可以是单质也可以是化合物如氧化物。
[0011] 所述锰和硅的微米粉的粒径为50 75μm。~
[0012] 所述稀土纳米粉的粒径为30 80nm。~
[0013] 所述稀土增强微纳粉芯是以微米粉为核、纳米粉为壳的核壳结构微纳复合粉。
[0014] 本发明的技术方案之二是:
[0015] 一种稀土增强的激光增材制造用FeMnSi微纳粉芯丝材的制备方法,其特征是它包括如下步骤:
[0016] (1)将按所需配比称量好的微米粉和稀土纳米粉制成微纳粉;
[0017] (2)将裁剪好的纯铁带轧制成U型,再向U型槽中加入步骤(1)制备的微纳粉;
[0018] (3)将U型槽合口,使微纳粉包裹在其中;
[0019] (4)通过丝材拉拔装置,将微纳粉芯丝材拉成直径为0.5 2mm的成品。~
[0020] 所述稀土纳米粉先制成稀土纳米悬浮液后再与微米粉混合。
[0021] 所述微纳粉是以微米粉为核、纳米粉为壳的核壳结构的微纳复合粉。
[0022] 本发明的有益效果:
[0023] (1)本发明创造性地将粉芯丝材应用到激光增材制造领域,避免了目前以粉末作为增材制造材料存在的粉末利用率低等问题,同时也解决了以实心丝材作为增材制造用材所需激光能量较高更易引起功能损失等问题,尤其是以微纳粉作为粉芯使得通过优化其中的纳米组分即可实现激光增材制造件的形性调控。
[0024] (2)本发明所述稀土增强的激光增材制造用FeMnSi微纳粉芯丝材及制备方法,以FeMnSi记忆合金中高沸点Fe作为外皮,借助高沸点Fe皮的保护作用,较好地降低了在激光增材制造过程中其中低沸点元素的烧损,从而抑制了FeMnSi合金激光增材制造过程的功能损失。
[0025] (3)本发明所述稀土增强的激光增材制造用FeMnSi微纳粉芯丝材及制备方法,不仅可以发挥其中纳米稀土组分的纳米效应,而且还可以发挥稀土净化熔池、钉扎强化等作用,增强了激光增材制造FeMnSi合金的形状记忆功能。