一种激光增材制造梯度组织钛合金整体构件的方法技术

本发明专利技术公开了一种激光增材制造梯度组织钛合金整体构件的方法，该方法步骤如下：首先对激光增材制造钛合金进行初步的工艺参数优化；在初步优化工艺参数的基础上，明确送粉量与单道沉积层中等轴晶体积分数的关系；再通过控制重熔程度，建立重熔深度/重熔宽度和等轴晶体积分数之间的关系；最后根据钛合金整体构件的几何模型及不同部位的组织特征要求，选择相应的工艺参数进行构件成形。本发明专利技术通过晶粒形貌的调控，可以有效地进行沉积方向和水平方向上具有梯度组织特征的钛合金整体构件的制备。

A method of manufacturing titanium alloy integral component with gradient structure by laser additive

【技术实现步骤摘要】
一种激光增材制造梯度组织钛合金整体构件的方法
本专利技术涉及金属激光增材制造
，特别涉及一种激光增材制造梯度组织钛合金整体构件的方法，具体地是指通过控制逐层沉积过程中沉积层的凝固和重熔，实现梯度组织钛合金整体构件的制备方法。
技术介绍
先进航空航天装备追求轻量化、高性能和高可靠性，对钛合金整体构件的应用需求日益迫切。钛合金构件整体化后在减重的同时提高了服役可靠性，但整体构件，特别是不同部位对应不同性能要求的构件的加工仍面临极大的挑战。以航空发动机钛合金整体涡轮叶盘为例，采用传统机加工方式制造时，存在加工周期长、材料利用低、成本高等诸多问题。为进一步提升整体叶盘的性能，制造者希望叶盘为具有良好综合性能的等轴晶，而叶片为有较好高温性能的柱状晶，此时，传统加工方法则难以胜任。激光增材制造技术基于“离散+堆积”的制造思想，集成材料科学、计算机辅助设计、数控技术和快速原型制造等技术于一体，可以实现高性能复杂结构金属零件的无模具、快速、全致密近净成形。该技术的基本原理为：首先在计算机中生成零件的三维CAD模型，然后将模型按一定的厚度切片分层，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光增材制造梯度组织钛合金整体构件的方法，该方法是在惰性气体保护加工室内，以激光作为热源，以气体或重力同步输送钛合金粉末，无模具自由成形具有梯度组织的钛合金整体构件，该方法包括以下步骤：/nS1、给定任意一送粉量，对单道沉积层试样进行初步工艺优化，得到包括激光功率、光斑直径、扫描速度在内的初选工艺参数；/nS2、在初选工艺参数的基础上进一步调整送粉量，选择不同的送粉量进行单道沉积层试样的制备，测量不同工艺参数条件下的单道沉积层高度并进行金相检测，建立沉积层高度与等轴晶体积分数的关系曲线；/nS3、任选一等轴晶体积分数大于50％的工艺参数进行多层试样沉积，在多层试样沉积过程中，控制沉积方...

【技术特征摘要】
1.一种激光增材制造梯度组织钛合金整体构件的方法，该方法是在惰性气体保护加工室内，以激光作为热源，以气体或重力同步输送钛合金粉末，无模具自由成形具有梯度组织的钛合金整体构件，该方法包括以下步骤：
S1、给定任意一送粉量，对单道沉积层试样进行初步工艺优化，得到包括激光功率、光斑直径、扫描速度在内的初选工艺参数；
S2、在初选工艺参数的基础上进一步调整送粉量，选择不同的送粉量进行单道沉积层试样的制备，测量不同工艺参数条件下的单道沉积层高度并进行金相检测，建立沉积层高度与等轴晶体积分数的关系曲线；
S3、任选一等轴晶体积分数大于50％的工艺参数进行多层试样沉积，在多层试样沉积过程中，控制沉积方向上的重熔深度，建立重熔深度和晶粒形貌的对应关系；
S4、任选一等轴晶体积分数大于50％的工艺参数进行多层试样沉积，在多层试样沉积过程中，控制水平方向上的重熔宽度，建立重熔宽度和晶粒形貌的对应关系；
S5、根据钛合金整体构件的几何模型及不同部位的组织特征要求在零件不同位置选择不同的成形工艺参数，其中，对沉积方向存在组织梯度的构件，在组织过渡位置按步骤S3选择重熔深度；对水平方向存在组织梯度的构件，在组织过渡位置按步骤S4选择重熔宽度。


2.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，陈静，张思雨，王小健，李卫，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：广东;44