The invention relates to a method for reducing selective laser melting increasing material manufacturing of TC4 titanium alloy thin-walled parts of the residual stress, the energy density of the input, precise control of the number of remelting remelting process, realize the function of printing process of self annealing, reduce material manufacturing TC4 titanium alloy thin-walled parts of the residual stress by selective laser melting, the rapid prototyping TC4 thin-walled parts, deformation and cracking / suppress printing process, and is favorable for promotion and application of selective laser melting manufacturing technology in the manufacturing field of precision thin-walled parts in aviation.
【技术实现步骤摘要】
一种激光选区熔化TC4原位退火去残余应力方法
本专利技术属于选区激光熔化增材制造领域,涉及一种激光选区熔化TC4原位退火去残余应力方法。
技术介绍
选区激光熔化增材制造技术(以下简称SLM)的出现,减少了传统机加工方式在TC4钛合金薄壁件制造过程中的材料浪费,缩短产品研发周期,并且其力学性能优异。然而受制于快速熔凝过程中材料属性、激光参数、扫描策略等影响,SLM增材制造零部件内部积累极高的残余应力,特别是针对航空领域应用的TC4薄壁件,逐层累积的残余应力在打印过程中以变形/开裂的方式释放,造成试件在成形过程中便产生不可逆的损伤,导致极高的成形失败率,极大制约了利用SLM技术制备TC4薄壁件。目前,有两种方法来应对选区激光融化钛合金残余应力释放问题,一是对试件进行去应力退火,201510508138.7对如何通过控制后期热处理工艺来消除残余应力做了详尽阐述,该方法只适用于已经完成成形的试件,另外一种方法是预热打印基板,减小成形过程沿粉末沉积方向的温度梯度,削弱残余应力积累,但受限于机器内部器件能承受的温度,目前商用机器预热温度加载一般都在200℃左右,而TC4需要近750℃才能实现去应力退火,所以急需一种操作简单方便的方法来减小制造过程中TC4钛合金薄壁件残余应力。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是:减小制造过程中TC4钛合金薄壁件残余应力积累,解决TC4薄壁件制造过程中的开裂/变形行为。根据去应力退火原理,通过对SLM技术工艺深入研究,提出SLM成形过程中的原位退火方法,即对当前打印层已凝固表面再次输入能量,实现残余应力大小调控,减小制造过程中钛合 ...
【技术保护点】
一种激光选区熔化TC4原位退火去残余应力方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)铺一层钛合金粉末,对当前打印钛合金粉末层熔化并凝固;(2)对步骤(1)已经熔化并凝固的单层进行激光重熔,所述的重熔次数为1~10次;(3)重复步骤(1)‑(2)直到TC4钛合金薄壁件制造完毕。
【技术特征摘要】
1.一种激光选区熔化TC4原位退火去残余应力方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)铺一层钛合金粉末,对当前打印钛合金粉末层熔化并凝固;(2)对步骤(1)已经熔化并凝固的单层进行激光重熔,所述的重熔次数为1~10次;(3)重复步骤(1)-(2)直到TC4钛合金薄壁件制造完毕。2.根据权利要求1的方法,其特征在于,步骤(1)粉末熔化的工艺条件是:铺粉厚度0.03~0.05mm,激光功率180~220W,光斑直径0.05~0.08mm,曝光时间110~130μs,激光点距0.07~0.08mm,扫描间距0.14-0.16mm,5~10mm大小的棋盘格扫描方式。3.根据权利要求1或2的方法,其特征在于,步骤(2)重熔条件是:激光功率150~190W,光斑直径0.14~0.5mm,曝光时间125~300μs,激光点距0.03~0.1mm,扫描间距0.04~0.1mm,5~10mm大小的棋盘格扫描方式,重熔能量密度大于2.22J/mm2。4.一种激光选区熔化TC4原位退...
【专利技术属性】
技术研发人员:王森,王国玉,刘基权,王林志,陈添,
申请(专利权)人:中国科学院重庆绿色智能技术研究院,
类型:发明
国别省市:重庆,50
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