本发明属于增材制造及高温合金领域，尤其涉及一种镍基复合材料、一种镍基复合材料的制备方法以及一种镍基复合材料的成形方法。
背景技术：
1、镍基高温合金一般是指在650～1000℃高温下能保持较高的强度与较好的抗氧化腐蚀能力等综合性能的一类合金，因其高温性能稳定，多被应用于航空航天领域。传统的镍基高温合金一般采用粉末冶金、锻造、铸造等工艺生产，其中采用铸造工艺生产居多，然而传统的铸造工艺所生产的镍基高温合金铸件已经无法满足形状复杂的航空航天构件对于高性能高精度的要求，因为铸造工艺所生产的合金部件存在成分偏析，组织粗大以及存在孔洞等缺陷，且铸造的产品质量不稳定，后续需要的机加工以及热处理工序复杂，无形中浪费了材料资源并且消耗能源，并且经过多次机加工可能导致最终得到的工件与设计尺寸误差较大。
2、于是，人们采用3d打印技术制备的合金具备致密度高、结构不受限且精度高的特点，以增材制造代替减材制造，节省金属材料资源的同时，将合金性能大幅提升。激光增材制造技术是3d打印技术的一种，激光增材制造技术利用高能量激光作为热源，按照数字化的指令，精确地逐点或逐层熔化并固化材料，从而制造出复杂的三维合金部件。但合金在激光增材制造过程中出现微裂纹，这将大大影响合金的力学性能，在服役过程中，微裂纹容易成为裂纹源，微裂纹扩展导致合金部件断裂失效，进而导致严重的安全事故。增材制造过程中激光对金属粉末层逐层加工，特殊的急冷急热循环过程的凝固模式极易导致合金内部产生微裂纹，严重影响增材制造合金的发展。
3、选区激光熔化(slm)是激光增材制造技术中的一种具体实现方式，利用高能量密度激光束熔化金属粉末，可以制造形状和结构复杂的合金部件。slm技术的基本特点与焊接过程极为相似，激光等热源作用于金属表面，依次形成熔池、热影响区等，而热影响区被证实为微裂纹高发区。研究发现，镍基高温合金的热裂倾向较大，其中沉淀强化型合金的开裂倾向小于固溶强化型，并且高al、ti含量的沉淀强化型inconel738镍基高温合金容易在后期热处理过程中出现应变时效裂纹。
4、研究发现，在金属中添加纳米颗粒可以显著增大熔池而减小热影响区，纳米颗粒的加入可以减少材料对基板的传热，同时纳米颗粒可增大熔池内熔体的粘度、抑制熔融金属间的热毛细流动，进而减少熔池的热对流。研究进一步发现，加入纳米陶瓷颗粒后的合金，其再结晶温度较不加陶瓷颗粒要高，推测纳米颗粒的加入不仅可以起到增大熔池，减小热影响区的作用，同时可以阻止晶粒长大，并且可以消除选区激光熔化制得的由镍基复合材料成形的合金部件的裂纹。
5、纳米陶瓷颗粒因其本身与合金不同的热物性，在加入镍基高温合金中可以起到增大熔池减小热影响区从而达到减少裂纹的作用。然而陶瓷作为非金属，与金属本身的润湿性较差，陶瓷颗粒具备硬而脆的特性，在选区激光熔化制得的由镍基复合材料成形的合金部件的后期热处理或者服役过程中，容易因为应力集中而成为裂纹源导致合金开裂失效。
技术实现思路
1、因此，为克服现有技术中的至少部分缺陷和不足，本技术实施例提供一种镍基复合材料、一种镍基复合材料的制备方法、一种镍基复合材料的成形方法。
2、一方面，本技术实施例提供一种镍基复合材料的制备方法，包括：对碳化钨粉依次进行粗化处理、敏化处理、脱胶处理，得到脱胶处理后的碳化钨粉；配置硫酸铵、次磷酸钠、柠檬酸钠、硫酸镍和水，得到化学镀液；将所述脱胶处理后的碳化钨粉加入至所述化学镀液中，得到镍包覆碳化钨增强颗粒粉末；将inconel738镍基高温合金粉末与所述镍包覆碳化钨增强颗粒粉末进行球磨混合得到镍基复合粉末；其中，所述inconel738镍基高温合金粉末与所述镍包覆碳化钨增强颗粒粉末的质量比为66：1，所述球磨混合的转速为200～400rpm，时间为2.5～3.5h。
3、本技术实施例提供一种镍基复合材料的制备方法，包括：对碳化钨粉进行化学镀法处理得到镍包覆碳化钨增强颗粒粉末；将inconel738镍基高温合金粉末与所述镍包覆碳化钨增强颗粒粉末混合均匀得到镍基复合粉末；其中，所述inconel738镍基高温合金粉末与所述镍包覆碳化钨增强颗粒粉末的质量比为66：1。
4、在本技术的一个实施例中，所述将inconel738镍基高温合金粉末与所述镍包覆碳化钨增强颗粒粉末混合均匀得到镍基复合粉末，具体包括：将所述inconel738镍基高温合金粉末和所述镍包覆碳化钨增强颗粒粉末，进行球磨混合，所述球磨混合的转速为200～400rpm，时间为2.5～3.5h。
5、在本技术的一个实施例中，在对所述碳化钨粉进行所述化学镀法处理之前，包括：加入粗化液至所述碳化钨粉进行混合，得到粗化处理后的碳化钨粉；将所述粗化处理后的碳化钨粉中倒入敏化活化液，得到敏化处理后的碳化钨粉；将所述敏化处理后的碳化钨粉加入解胶液中，得到所述脱胶处理后的碳化钨粉。
6、在本技术的一个实施例中，所述化学镀法处理具体包括：配置硫酸铵、次磷酸钠、柠檬酸钠、硫酸镍和水，得到化学镀液；将所述碳化钨粉倒入至所述化学镀液中均匀搅拌，得到反应后溶液；过滤并烘干所述反应后溶液，得到所述镍包覆碳化钨增强颗粒粉末。
7、在本技术的一个实施例中，所述硫酸铵、所述次磷酸钠、所述柠檬酸钠、所述硫酸镍和所述水的质量体积比为10～30：30～50：30～50：50～80：2500。
8、在本技术的一个实施例中，所述粗化液为曲拉通x-100溶液；所述敏化活化液由a组分和b组分混合而成；所述a组分在50～70℃环境下由氯化钠和去离子水制成，所述氯化钠和所述去离子水的质量体积比为16：100；所述b组分在50～70℃环境下由氯化钯、氯化亚锡、盐酸和去离子水制成，所述氯化钯、所述氯化亚锡、所述盐酸和所述去离子水的质量体积比为2～5：100～130：1000：1000；所述解胶液由盐酸和去离子水组成，所述盐酸和所述去离子水的质量体积比为1：9。
9、在本技术的一个实施例中，所述镍基复合粉末中镍包覆碳化钨增强颗粒粉末的质量分数范围为0.5～2wt.％。
10、另一方面，本技术提供了一种镍基复合材料，由前述的镍基复合材料的制备方法制得。
11、又一方面，本技术提供了一种镍基复合材料的成形方法，包括：根据预设扫描方式、预设激光功率和预设扫描速度对前述基复合材料进行选区激光熔化技术处理使得所述镍基复合材料成形，所述预设扫描方式为棋盘扫描，所述预设激光功率为220～330w，所述预设扫描速度为800～1100mm/s。
12、由上可知，上述技术方案至少具有以下一个或多个有益效果：
13、(1)本技术通过化学镀法制备镍包覆碳化钨增强颗粒粉末，所述镍包覆碳化钨增强颗粒粉末结构完整、粒径均匀且晶粒细小，可以实现镍元素和碳化钨颗粒的紧密结合。
14、(2)本技术通过优化的球磨工艺将镍包覆碳化钨增强颗粒粉末和inconel738镍基高温合金粉末进行均匀混合，制得的镍基复合材料粉末分布均匀、球形度高、流动性好，符合选区激光熔化对镍基复合材料的特性需求，且该工艺流程简单成本低，适合大规模生产。
15、(3)本技术通过选区激光熔化技术制备镍基复合材料成形的合金部件，使用优化的激光工艺，在激光成形过程中，镍包覆碳化钨增强颗粒粉末不仅可以起到增大熔池，减小热影响区的作用，同时可以阻止晶粒长大，并且可以消除选区激光熔化制造的合金部件的裂纹。
1.一种镍基复合材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.一种镍基复合材料的制备方法，其特征在于，包括：
3.根据权利要求2所述的镍基复合材料的制备方法，其特征在于，所述将inconel738镍基高温合金粉末与所述镍包覆碳化钨增强颗粒粉末混合均匀得到镍基复合粉末，具体包括：
4.根据权利要求2所述的镍基复合材料的制备方法，其特征在于，在对所述碳化钨粉进行所述化学镀法处理之前，包括：
5.根据权利要求2所述的镍基复合材料的制备方法，其特征在于，所述化学镀法处理具体包括：
6.根据权利要求5所述的镍基复合材料的制备方法，其特征在于，
7.根据权利要求4所述的镍基复合材料的制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求2所述的镍基复合材料的制备方法，其特征在于，所述镍基复合粉末中镍包覆碳化钨增强颗粒粉末的质量分数范围为0.5～2wt.％。
9.一种镍基复合材料，其特征在于，由权利要求2-8中任一项所述的镍基复合材料的制备方法制得。
10.一种镍基复合材料的成形方法，其特征在于，包括：
