钛铝金属间化合物原位增材定向凝固方法技术

本发明专利技术公开了一种钛铝金属间化合物定向凝固构件的制备方法，包括如下步骤：对基板打磨、清洗等前处理工作并装夹固定，根据钛铝金属间化合物成分计算相应送丝速度并进行设定；依照实际钛铝金属间化合物原位增材定向凝固构件尺寸进行基板预热；再根据设定好的参数将电子束打在基板上，待束流稳定后进行送丝，当丝材进入同一个熔池后，持续下束流，依照设定好程序进行沉积，直至原位增材构件尺寸达到要求后，停止送丝后，关闭电子束；将钛铝金属间化合物棒材置于真空环境下冷却，待完全冷却至室温后取出。本发明专利技术的钛铝金属间化合物的定向凝固工艺能够实现复杂形状构件制备，减少了杂质引入，生产效率高。

Directional solidification of Ti Al intermetallic compound with in situ additive

【技术实现步骤摘要】
钛铝金属间化合物原位增材定向凝固方法
本专利技术涉及钛铝金属间化合物制备
，具体涉及钛铝金属间化合物原位增材定向凝固方法。
技术介绍
随着科技发展，传统材料与加工技术已经无法满足日益复杂的服役环境，对于更高性能和特殊功能的材料的需求日益迫切。对于航空、航天工业和能源等领域，迫切需要耐高温、低密度、超高强和高弹性模量的新型材料来减轻发动机结构零件自重、提高发动机的燃烧温度，并达到提高效率的目的。金属间化合物作为高温结构材料在航空航天领域具有广阔的应用前景，其中TiAl金属间化合物以其低密度(3.3-4.2g/cm3)，高强度，优异的高温抗氧化性、抗蠕变性以及阻燃性能而受到广泛关注。但TiAl金属间化合物的室温塑性低，热变形能力差，切削困难，限制了其实际应用。通常的采用两种方法来改善钛铝金属间化合物的微观组织，发挥其性能潜力：通过热机械处理减小片层晶粒尺寸和采用定向凝固消除横向晶界提高材料性能。其中，通过热机械处理方法需要耗费巨大能量，且效果一般，对于室温塑性提高不大，同时极易产生裂纹，使得零件失效。定向凝固技术是通过一定的控制，消除本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.钛铝金属间化合物原位增材定向凝固方法，其特征在于，该方法采用电子束双丝或者多丝增材制造系统，包括如下步骤：/n(1)对基板打磨、清洗等前处理工作并装夹固定，将送丝枪角度确定好，然后将工作平台置入真空室中并抽真空；/n(2)依照需求设定好加速电压、工作高度、聚焦束流、电子束扫描频率、电子束扫描范围等参数，根据钛铝金属间化合物成分计算相应送丝速度并进行设定；/n(3)依照实际钛铝金属间化合物原位增材定向凝固构件尺寸进行基板预热；/n(4)根据设定好的参数将电子束打在基板上，待束流稳定后进行送丝，丝材进入同一个熔池后，持续下束流，依照设定好程序进行沉积，待一层沉积完成后工作平台缓慢降低，直至原位...

【技术特征摘要】
1.钛铝金属间化合物原位增材定向凝固方法，其特征在于，该方法采用电子束双丝或者多丝增材制造系统，包括如下步骤：
(1)对基板打磨、清洗等前处理工作并装夹固定，将送丝枪角度确定好，然后将工作平台置入真空室中并抽真空；
(2)依照需求设定好加速电压、工作高度、聚焦束流、电子束扫描频率、电子束扫描范围等参数，根据钛铝金属间化合物成分计算相应送丝速度并进行设定；
(3)依照实际钛铝金属间化合物原位增材定向凝固构件尺寸进行基板预热；
(4)根据设定好的参数将电子束打在基板上，待束流稳定后进行送丝，丝材进入同一个熔池后，持续下束流，依照设定好程序进行沉积，待一层沉积完成后工作平台缓慢降低，直至原位增材构件尺寸达到要求后，停止送丝后，关闭电子束；
(5)将钛铝金属间化合物棒材置于真空环境下冷却，待完全冷却至室温后取出。


2.根据权利要求1所述的钛铝金属间化合物原位增材定向凝固方法，其特征在于，增材过程选用纯钛作为增材基板，基板厚度应大于15mm，减少基板变形对增材过程的影响，选用纯铝和纯钛作为丝材，丝材直径为1.2mm-3.0mm。


3.根据权利要求1所述的钛铝金属间化合物原位增材定向凝固方法，其特征在于，送丝枪角度设定范围为30°～60°，丝材交点处丝材上下放置且交点应位于熔池中，其中铝丝因其低熔点特性置于其他丝材之下，保证铝丝进到熔池里。


4.根据权利要求1所述的钛铝金属间化合物原位增材定向凝固方法，其特征在于，加速电压为60kV～150kV，平台工作高度250...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐俊强，周琦，孔见，彭勇，高显鹏，郭顺，杨子威，王朋坤，顾锁林，万学明，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32