基于等离子熔丝增材的高强度TA18钛合金构件制备方法技术

本发明专利技术为一种基于等离子熔丝增材的高强度TA18钛合金构件制备方法，该方法包括具体步骤如下：确定钛合金构件的成分过渡区域，并依照钛合金构件建立三维CAD实体模型；依据单道沉积层宽度为W，单层厚度为L，搭接率为γ，生成可实施的路径；依照上述路径进行等离子熔丝增材制造，并采用小电流低离子气的等离子束沿垂直于沉积方向快速扫描，按照上述方法，完成所述构件的增材制造，最终切除过渡区域部分，并对构件进行退火处理。本发明专利技术采用的方法增材原料来源广、生产效率高，可实现复杂构件直接成形，缩短了复杂构件的制造时间；该方法可实现小批量生产，方便前期零件结构设计试验；该方法得到的TA18钛合金构件内部变形应力较小，抗拉强度高。

Preparation of High Strength TA18 Titanium Alloy Components Based on Plasmon Fuse

The invention relates to a preparation method of high strength TA18 titanium alloy component based on plasma fuse reinforcement. The method comprises the following steps: determining the composition transition region of titanium alloy component and establishing three-dimensional CAD solid model according to titanium alloy component; generating an implementable path according to the width of single deposit layer W, the thickness of single deposit layer L and the lapping rate gamma; The fabrication of plasma fuse additives and the rapid scanning of low current and low plasma gas along the direction perpendicular to deposition are carried out. According to the above method, the additives of the components are manufactured, and the transition region is finally removed, and the components are annealed. The method adopted by the invention has wide source of raw materials and high production efficiency, can realize the direct forming of complex components and shorten the manufacturing time of complex components; the method can realize small batch production, and is convenient for the structural design test of earlier parts; the internal deformation stress of TA18 titanium alloy component obtained by the method is small, and the tensile strength is high.

【技术实现步骤摘要】
基于等离子熔丝增材的高强度TA18钛合金构件制备方法
本专利技术涉及钛及钛合金构件制备
，具体为一种TA18钛合金构件的增材制造方法。
技术介绍
TA18(Ti3Al2.5V)合金是低合金化近α的α+β型钛合金，其不仅具有良好的室温和高温力学性能，而且具有优异的冷、热加工工艺塑性、成型性和焊接性能，可通过热处理实现良好的强度和塑性匹配。因此它以优异的综合性能成为航天航空领域管路系统的首选材料。但是TA18钛合金构件生产难度大，因为变形抗力较大，加工硬化强烈，制备过程极易开裂，成品率低，生产成本高。增材制造是基于三维数字模型，利用计算机辅助技术实现平层切片、路径规划，并采用相应的数控技术实现金属粉末或丝材堆积制造得到完整实体零件的技术。该技术涵盖
多，应用范围广，被誉为第三次工业革命中数字化制造的重要标志。其中，电弧熔丝增材技术(WAAM)因其生产效率高，能量密度大，气氛保护效果好，广泛应用于金属材料增材制造领域。目前，TA18钛合金构件制备还是利用铸锭进行挤压、锻造成形。席锦会等人采用一级海绵钛和中间合金铝钒按照设计好的比例配料，经充分混合后压制成块，采用真空熔炼的方法制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于等离子熔丝增材的高强度TA18钛合金构件制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)确定钛合金构件的成分过渡区域，并依照钛合金构件建立三维CAD实体模型，并沿着该模型成形方向进行切片分层；(2)将上述片层导入计算机中，依据单道沉积层宽度为W，单层厚度为L，搭接率为γ，生成可实施的路径；(3)依照上述路径进行等离子熔丝增材制造，该过程中采用TC4作为增材基板，TC4和TA2作为熔丝材料，同时送丝混合沉积TC4和TA2，完成单层钛合金丝材沉积；(4)依上述步骤完成单层钛合金丝材沉积，采用小电流低离子气的等离子束沿垂直于沉积方向快速扫描；(5)重复步骤(3)(4)的过程，直至沉积完所...

【技术特征摘要】
1.一种基于等离子熔丝增材的高强度TA18钛合金构件制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)确定钛合金构件的成分过渡区域，并依照钛合金构件建立三维CAD实体模型，并沿着该模型成形方向进行切片分层；(2)将上述片层导入计算机中，依据单道沉积层宽度为W，单层厚度为L，搭接率为γ，生成可实施的路径；(3)依照上述路径进行等离子熔丝增材制造，该过程中采用TC4作为增材基板，TC4和TA2作为熔丝材料，同时送丝混合沉积TC4和TA2，完成单层钛合金丝材沉积；(4)依上述步骤完成单层钛合金丝材沉积，采用小电流低离子气的等离子束沿垂直于沉积方向快速扫描；(5)重复步骤(3)(4)的过程，直至沉积完所有片层，完成所述构件的增材制造；(6)切除过渡区域部分，并对构件进行退火处理。2.根据权利要求1所述的基于等离子熔丝增材的高强度TA18钛合金构件制备方法，其特征在于：所述的成分过渡区域，厚度为5-10mm，该成分过渡区域连接基板和增材零件，其形状与钛合金构件底面一致。3.根据权利要求1所述的基于等离子熔丝增材的高强度TA18钛合金构件制备方法，其特征在于：为实现成分控制以及表面成形精度，单道沉积层宽度W范围为3-8mm，单层厚度L取值范围为0.5-2mm，搭接率γ取值范围为0.3-0.6...

【专利技术属性】
技术研发人员：周琦，徐俊强，郭顺，李擎天，喻嘉熙，王克鸿，李泽宇，曹嘉铖，冯曰海，彭勇，薛鹏，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32