一种3D打印细晶钛合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种3D打印细晶钛合金及其制备方法，所述钛合金的元素组成按质量分数计包括：Al 3～5％，B 0.05～0.15％，C 0.3～0.6％，余量为Ti和其他杂质元素。本发明专利技术所述细晶钛合金通过硼、碳元素的掺入，能够有效细化合金的晶粒，提高合金强度，且不降低塑性性能，以替代目前应用广泛的Ti6Al4V材料；所述细晶钛合金中不含昂贵、有害的钒元素，能够有效降低合金的成本，且绿色环保；所述细晶钛合金通过采用3D打印法进行制备，使其更加适合于形状复杂、难加工的零件的制备，降低制备难度，节省时间及人力成本。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印细晶钛合金及其制备方法
本专利技术属于金属材料
，涉及一种3D打印细晶钛合金及其制备方法。
技术介绍
金属3D打印技术具有尺寸精度高、表面质量好、成形件性能优异等优点，其成型过程是由粉末或丝材层层堆积而成，材料利用率高，产品生产开发周期短，同时对产品的形状几乎没有限制，可直接成型网格、空腔等复杂结构，因此常被用于制造形状复杂、难加工的零件，被各国优先推广，在众多领域应用广泛。钛合金是一种新兴结构金属，由于其具有高比强度，极好的耐热性，超强的耐腐蚀性等优点，被广泛运用于航空航天、医疗等领域，但由于钛的熔点极高，属于难熔金属，且极易与氧发生反应，因而熔炼成本很高，又由于钛的热膨胀系数较低，所以钛合金加工难度大，加工成本很高。纯的金属钛密度较低，耐蚀性好，应用较为广泛，但由于钛材料自身强度的限制，其强度性能有限，往往需要使用钛合金，其中应用最广泛的是Ti6Al4V合金，然而由于V属于稀缺资源，导致该合金的成本较高。CN101501228A公开了一种制备高强度、高硬度和高韧性的钛合金的方法，该方法包括：将硼与钛合金结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D打印细晶钛合金，其特征在于，所述钛合金的元素组成按质量分数计包括：Al3～5％，B 0.05～0.15％，C 0.3～0.6％，余量为Ti和其他杂质元素。/n

【技术特征摘要】
1.一种3D打印细晶钛合金，其特征在于，所述钛合金的元素组成按质量分数计包括：Al3～5％，B0.05～0.15％，C0.3～0.6％，余量为Ti和其他杂质元素。


2.根据权利要求1所述的细晶钛合金，其特征在于，所述其他杂质元素包括N、H和O；
优选地，所述其他杂质元素按质量分数计包括：N≤0.03％，H≤0.01％，O≤0.15％。


3.根据权利要求1或2所述的细晶钛合金，其特征在于，所述钛合金的铸态晶粒尺寸为100～300μm。


4.一种权利要求1-3任一项所述细晶钛合金的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将海绵钛、铝单质、铝钛硼中间合金、硼单质和碳粉按照元素质量分数进行配比后进行真空熔炼，得到样品基材；
(2)将步骤(1)得到的样品基材采用气雾化法制备合金粉末，再经筛分得到3D打印用合金粉末；
(3)将步骤(2)得到的3D打印用合金粉末采用选区激光熔化法制备合金试样，再经热处理，得到所述3D打印细晶钛合金。


5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述海绵钛包括0级海绵钛；
优选地，步骤(1)所述铝单质的纯度在99.99％以上；
优选地，步骤(1)所述碳粉的纯度在99.9％以上。


6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述铝钛硼中间合金中的元素组成按质量分数包括：Ti2.5～3.5％，B0.9～1.1％，余量为Al；
优选地，以铝钛硼中间合金形式加入的硼元素占钛合金中硼元素的比例为35～45％。


7.根据权利要求4-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述真空熔炼在真空自耗熔炼炉中进行；
优选地，步骤(1)所述真空熔炼的次数至少为2次，优选为2～3次；
优选地，步骤(1)所述真空熔炼时的真空度低于10-2Pa；
优选地，步骤(1)所述真空熔炼的温度为1680～172...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桦，
申请(专利权)人：飞而康快速制造科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32