一种碳元素原位强化的梯度钛合金TIG电弧增材制造方法技术

本发明专利技术公开一种碳元素原位强化的梯度钛合金TIG电弧增材制造方法，TIG焊机在工作过程中产生电弧，钛合金焊丝和周围钛合金材料在TIG电弧热量作用下呈熔融态；将氩气与二氧化碳用配比器混合配比后输出，混合气体中二氧化碳在电弧作用与熔融态的钛合金原位反应，在待加工钛合金材料上原位生成碳化钛增强相，分布于成形钛合金材料中。调节气体配比器实现不同的二氧化碳氩气配比，从而得到不同的梯度强化效果。本发明专利技术在钛合金增材制造的过程中，同时实现对钛合金材料的强化，无需二次强化，减少工艺流程，同时可以通过调节不同的气体配比实现钛合金材料的可控梯度强化，扩大了钛合金材料的使用范围。

A manufacturing method of gradient titanium alloy TIG arc additive strengthened by carbon element in situ

【技术实现步骤摘要】
一种碳元素原位强化的梯度钛合金TIG电弧增材制造方法
本专利技术涉及钛合金增材制造领域，特别是涉及一种碳元素原位强化的梯度钛合金TIG电弧增材制造方法。
技术介绍
随着航空航天等工业领域的发展，钛及钛合金的应用范围不断扩大，这就对钛合金材料的制造提出了更高的要求。单一的钛合金由于其较低的疲劳强度、硬度低、耐磨性差等缺点不能被广泛使用于复杂的工业环境中。增材制造的“自下而上”、“材料累加”的特点使其近几年被广泛关注和应用。TIG电弧增材制造作为其中的重要组成部分，可以一次性成形致密度好、性能优异的多功能复杂零件。但是传统的TIG电弧增材制造方法也有着其自身的局限性，生产的钛合金材料的强度不能满足工业上日益复杂的材料要求与极端环境下的服役性能要求。这就使得制备的材料应用于工业中需要额外进行二次加工强化，增加了工艺流程和生产成本；同时，二次强化往往只能对材料的表面进行强化，无法实现对材料内部的强化，极大限制了高强度钛合金材料在众多领域的发展。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种碳元素原位强化的梯度钛合金TIG电弧增材制造方法，在钛合金增材制造的过程中，同时实现对钛合金材料的整体强化，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳元素原位强化的钛合金TIG电弧增材制造方法，其特征在于，所述方法包括：控制中心4与送丝机构1、可控工台5、气体配比器8、TIG焊机9相连接，二氧化碳气瓶6、氩气瓶7与气体配比器8连接后输出至TIG焊枪10；送丝机构1经送丝臂2和送丝嘴3后将焊丝送至待加工钛合金基板上方。

【技术特征摘要】
1.一种碳元素原位强化的钛合金TIG电弧增材制造方法，其特征在于，所述方法包括：控制中心4与送丝机构1、可控工台5、气体配比器8、TIG焊机9相连接，二氧化碳气瓶6、氩气瓶7与气体配比器8连接后输出至TIG焊枪10；送丝机构1经送丝臂2和送丝嘴3后将焊丝送至待加工钛合金基板上方。2.根据权利要求书1所述的碳元素原位强化的梯度钛合金TIG电弧增材制造方法，其特征在于：所述送丝机构将所述焊丝送至TIG焊枪正下方，焊丝在TIG电弧热源作用下呈熔融态；所述二氧化碳在TIG电弧作用下在氩气氛围中运动至熔池附近，其在熔池流动过程中进入熔池并附着于熔池的表面，在增材制造过程中随着TIG电弧热源的定向移动，带动熔池内部熔融态钛合金的流动，二氧化碳进入熔池内部与熔融态的钛在原位发生反应生成碳化钛增强相，分布于成形的钛合金材料中，实现对材料制备过程中的强化。3.根据权利要求书1所述的碳元素原位强化的梯度钛合金TIG电弧增材制造方法，其特征在于：所述可控工台用于放置表面处理干净的待加工钛合金基板，并由所述控制中心Mach3系统，控制x、y、z轴伺服电机带动传动装置，实现可控工台空间位置的移动，移动速度为90-300mm/min。4.根据权利要求书1所述的碳元素原位强化的梯度钛合金TIG电弧增材制造方法，其特征在于：TIG焊...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄健康，刘玉龙，余淑荣，杨涛，潘伟，陈会子，管志忱，樊丁，
申请(专利权)人：兰州理工大学，刘玉龙，
类型：发明
国别省市：甘肃,62