A method for preparing titanium flux cored wire for 3D printing titanium matrix composite is presented. The invention relates to a preparation method of titanium flux cored wire. The aim of the invention is to solve the problem of preparing titanium matrix composite materials by using existing arc fuse deposition technology. Methods: 1. Clean pure titanium tube; two, Al60V40 alloy powder, pure Ti powder and ceramic powder are mixed with ball milling; three, Al60V40 alloy / pure titanium / ceramic composite powder is filled to pure titanium tube; four, rolling reduction; five, drawing reduction. The invention is used for 3D printing titanium matrix composite.
【技术实现步骤摘要】
一种用于3D打印钛基复合材料的钛药芯焊丝的制备方法
本专利技术涉及一种钛药芯焊丝的制备方法。
技术介绍
钛与钛合金作为典型的轻质金属,具有优异的力学性能,良好的耐蚀性和生物相容性,在诸多领域均有应用。而以钛或钛合金作为基体,通过原位或外加的方式引入TiC、TiB、Ti5Si3等增强体获得的钛基复合材料,其强度与耐热温度可大幅提升,可替代耐热钢、高温合金等材料,实现构件的减重。目前制备钛基复合材料主要应用的技术为熔铸法和粉末冶金法,而难以制造复杂的构件是这两种方法的共性问题,因此必须进行后续的机加过程;材料难实现最大化利用、构件加工工序繁多引起成本上升是二者需优化改进之处。3D打印技术(增材制造)(AdditiveManufacturing)是近二十年发展的一种构件快速成型制造技术,被誉为“第三次工业革命”的核心,利用该技术已成功实现金属、高分子等材料的快速制造,在制造业中极具发展前景。3D打印技术具有设计制造过程效率高、构件形状可设计性强、复杂构件成本低等独特的优势。早期的3D打印主要围绕制备多孔材料和高分子材料,随着技术的发展与成熟,目前已逐步实现钢铁、铝、钛等致密材料的3D打印。金属的3D打印是通过逐层堆积原材料实现的,这种逐层累积、近净成型的制造技术,相比传统的去材料制造工艺,如车、铣、刨、磨等,可明显提高材料的利用率,简化加工流程,降低后续处理的难度。目前报道的利用3D打印技术制备钛基复合材料主要是采用选择性激光熔融(SLM)、和激光熔覆粉末(Powderfeeding)技术,然而以钛或钛合金以及陶瓷粉末作为原材料的弊端在于对粉末的利用率较低:在S ...
【技术保护点】
一种用于3D打印钛基复合材料的钛药芯焊丝的制备方法,其特征在于用于3D打印钛基复合材料的钛药芯焊丝的制备方法按以下步骤进行:一、采用混合酸洗液对纯钛管清洗1~2min,将酸洗后的纯钛管在无水乙醇中超声清洗10~15min;所述纯钛管的外径为10~6mm,内径为8~4mm,长度为1m,得到待填装纯钛管;二、将Al60V40合金粉、纯Ti粉与陶瓷粉在氩气气氛的保护下球磨混粉,得到Al60V40合金/纯钛/陶瓷复合粉末;球磨参数:球料比为3:1、球磨时间为3h~4h、转速为100r/min;所述Al60V40合金粉与纯Ti粉与陶瓷粉的质量比为11:(20~38):(1~14);三、分段装粉:将待填装纯钛管的一端密封,将Al60V40合金/纯钛/陶瓷复合粉末按照35g/m~55g/m的填装量分次从纯钛管的敞开端均匀装入,将待填装纯钛管填满,装粉结束,将敞开端密封,得到装有混合粉末的纯钛管;四、轧制:将装有混合粉末的纯钛管在三辊轧管机上轧制减径至外径为4mm,得到外径为4mm的纯钛管;每道次减径0.48~0.51mm,每两道次减径结束后在真空管式退火炉中去应力退火25~50min,退火温度为62 ...
【技术特征摘要】
1.一种用于3D打印钛基复合材料的钛药芯焊丝的制备方法,其特征在于用于3D打印钛基复合材料的钛药芯焊丝的制备方法按以下步骤进行:一、采用混合酸洗液对纯钛管清洗1~2min,将酸洗后的纯钛管在无水乙醇中超声清洗10~15min;所述纯钛管的外径为10~6mm,内径为8~4mm,长度为1m,得到待填装纯钛管;二、将Al60V40合金粉、纯Ti粉与陶瓷粉在氩气气氛的保护下球磨混粉,得到Al60V40合金/纯钛/陶瓷复合粉末;球磨参数:球料比为3:1、球磨时间为3h~4h、转速为100r/min;所述Al60V40合金粉与纯Ti粉与陶瓷粉的质量比为11:(20~38):(1~14);三、分段装粉:将待填装纯钛管的一端密封,将Al60V40合金/纯钛/陶瓷复合粉末按照35g/m~55g/m的填装量分次从纯钛管的敞开端均匀装入,将待填装纯钛管填满,装粉结束,将敞开端密封,得到装有混合粉末的纯钛管;四、轧制:将装有混合粉末的纯钛管在三辊轧管机上轧制减径至外径为4mm,得到外径为4mm的纯钛管;每道次减径0.48~0.51mm,每两道次减径结束后在真空管式退火炉中去应力退火25~50min,退火温度为620~650℃;五、拉拔:将步骤五得到的外径为4mm的纯钛管在拉丝机上继续冷拔减径,依次通过直径为3.8mm、3.4mm、3.0mm、2.4mm、2.0mm、1.6mm、1.4mm和1.2mm的拉丝模,每冷拔减径两次结束后在真空管式退火炉中去应力退火40~60min,退火温度为600~630℃,得到用于3D打印钛基复合材料的钛药芯焊丝;所述用于3D打印钛基复合材料的钛药芯焊丝的直径为1.2mm。2.根据权利要求1所述的一种用于3D打印钛基复合材料的钛药芯焊丝的制备方法,其特征在于步骤二中所述陶瓷粉为TiB2粉、B4C粉、B粉、C粉、SiC粉和BN粉中的一种或其中几种的混合。3.根据权利要求1所述的一种用于3D打印钛基复合材料的钛药芯焊丝的制备方法,其特征在于步骤二中将Al60V40合金粉、纯Ti粉与TiB2粉在氩气气氛的保护下球磨混粉,得到Al60V40合金/纯钛/TiB2复合粉末;球磨参数:球料比为3:1、球磨时间为3h~4h、转速为100r/min;所述Al60V40合金粉与纯Ti粉与TiB2粉的质量比为11:(27~37):(2~12)。4.根据权利要求1所述的一种用于3D打印钛基复合材料的钛药芯焊丝的制备方法,其特征在于步骤二中将Al60V40合金粉、纯Ti粉与B4C粉在氩气气氛的保护下球磨混粉,得到Al60...
【专利技术属性】
技术研发人员:黄陆军,包阳,安琦,姜山,张芮,纪明,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
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