The invention discloses a laser increasing material manufacturing method of a continuous SiC fiber reinforced titanium matrix composite material, belonging to the technical field of metal matrix composite material preparation. By using the laser preparation of SiC fiber reinforced titanium matrix composite additive manufacturing technology, which uses laser cladding means of titanium alloy wire deposited onto SiC fiber and laminated fibre cloth or fiber reinforcement, including plate, ring structure of complex shape, so as to complete the synthesis of titanium alloy and fiber. The method has the advantage of eliminating tooling, reduce manufacturing cycle; can be prepared with complex shape and large size, ultra thick and complex cavity and the special structure of the fiber reinforced titanium matrix composite structures; for composite materials with complex fiber arrangement, removed from the process of fiber fracture caused by heat pressure the structure, preparation, process integration, improve production efficiency and reduce costs.
【技术实现步骤摘要】
一种连续SiC纤维增强钛基复合材料的激光增材制造方法
本专利技术属于金属基复合材料制备
,具体涉及一种连续SiC纤维增强钛基复合材料的激光增材制造方法。
技术介绍
随着航空工业的迅速发展,具有高比强度、比刚度,更优异的高温性能、抗氧化、抗腐蚀性能的结构材料成为研究热点。连续SiC纤维增强钛基复合材料是在钛合金中引入SiC纤维作为增强体的一种耐高温、轻量化结构材料,除了保留钛合金原有的优点之外,还具有密度更低、比强度和比刚度更高、高温性能更优异等特点,适用于制备局部选择性增强结构件,如高速飞行器翼面、局部加强筋等结构件,在航空领域具有明确的应用前景。目前,连续SiC纤维增强钛基复合材料的制备方法有很多,针对蒙皮用材料的大尺寸、低厚度的结构特点,主要采用箔-纤维-箔法。该方法的主要工艺过程为将钛合金箔材裁剪成合适的尺寸规格并对箔材表面清洗干净;将纤维在数控缠绕机上排布成规定尺寸的纤维布;纤维-箔材交错叠层后,经过真空除气,封装入金属包套中,经热压复合成形。箔-纤维-箔法热压工艺简单,但制箔困难,成形过程中纤维易损伤,复合材料成品形状受到限制。另一种方法是基体涂覆纤维法,一般采用物理气相沉积工艺将钛合金基体涂覆在SiC纤维表面,通过调整涂覆基体的厚度来控制复合材料中纤维的体积分数。将已涂覆钛合金的先驱丝缠绕排布再经热等静压成型。该方法纤维分布极为均匀、纤维损伤小、可获得形状复杂的复合材料,复合材料性能最好,但制备时间长成本高、钛合金包套的利用率低。目前,采用增材制造技术可完成非金属材料、单一材料、性能差别不大的材料或交叉打印两种金属材料,对于利用增材制造技 ...
【技术保护点】
一种连续SiC纤维增强钛基复合材料的激光增材制造方法,其特征在于:该方法包括如下步骤:(1)建立所需结构件的三维CAD实体模型,并沿该模型的成形方向进行切片分层;分层厚度根据实际情况确定;(2)根据所分割的一系列层片,采用激光熔覆技术在SiC纤维上直接沉积一层钛合金丝材,或者在SiC纤维增强的钛基复合材料上沉积一层钛合金丝材;(3)沉积一层钛合金丝材后,重复步骤(2)的过程,直至沉积完所有层片,完成钛合金丝材与SiC纤维或SiC纤维增强的钛基复合材料的逐层熔合,即形成所述连续SiC纤维增强钛基复合材料的三维实体结构件。
【技术特征摘要】
1.一种连续SiC纤维增强钛基复合材料的激光增材制造方法,其特征在于:该方法包括如下步骤:(1)建立所需结构件的三维CAD实体模型,并沿该模型的成形方向进行切片分层;分层厚度根据实际情况确定;(2)根据所分割的一系列层片,采用激光熔覆技术在SiC纤维上直接沉积一层钛合金丝材,或者在SiC纤维增强的钛基复合材料上沉积一层钛合金丝材;(3)沉积一层钛合金丝材后,重复步骤(2)的过程,直至沉积完所有层片,完成钛合金丝材与SiC纤维或SiC纤维增强的钛基复合材料的逐层熔合,即形成所述连续SiC纤维增强钛基复合材料的三维实体结构件。2.根据权利要求1所述的连续SiC纤维增强钛基复合材料的增材制造方法,其特征在于:所述激光增材制造技术的工艺参数为:激光功率为500-2...
【专利技术属性】
技术研发人员:王玉敏,杨丽娜,李金国,张国兴,张旭,杨青,杨锐,
申请(专利权)人:中国科学院金属研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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