基于电子束双丝熔丝原位增材制备钛铝金属间化合物的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于电子束双丝熔丝原位增材制备钛铝金属间化合物的方法，该方法包括如下步骤：前期准备、原位增材、增材构件冷却：将原位增材的钛铝金属间化合物构件置于真空环境下冷却，直至冷却至室温。本发明专利技术采用熔丝增材方式，既实现了材料的一体化成形，又因其加工效率高，能够制备大型构件。本发明专利技术解决了TiAl金属间化合物具有较差的室温塑性，无法制备其丝材的问题，提出采用双丝进料的方法，通过控制送丝速度，获得特定成分比例的钛铝金属间化合物。本发明专利技术在真空环境下进行的电子束熔丝增材，电子束的高能量密度能够起到明显的提纯的作用，避免了杂质元素对材料性能的影响。

【技术实现步骤摘要】
基于电子束双丝熔丝原位增材制备钛铝金属间化合物的方法
本专利技术涉及钛铝金属间化合物制备
，具体涉及基于电子束双丝熔丝原位增材制备钛铝金属间化合物的方法。
技术介绍
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。现阶段主要的成形方法是铸造和高温锻压，但其工艺复杂，加工成本高，且难以制备复杂结构件。公开号为CN201610655646.2的专利技术专利公开了高洁净度的钛铝金属间化合物和高纯度钛合金的感应熔铸方法，该方法采用无坩埚或半高坩埚辅助约束金属液的感应悬浮熔炼技术和底漏式浇铸方式，解决了非水冷坩埚导致的合金洁净度降低和水冷坩埚导致的能效偏低问题。但是该方法只适合生产钛铝金属间化合物铸锭，制备具体构件还需要后续加工。公开号为CN201910064302.8的专利技术专利公开了快速制备TiAl合金板材的方法，该方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于电子束双丝熔丝原位增材制备钛铝金属间化合物的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：/n(1)前期准备：将铝丝和钛丝分别置于电子束熔丝增材系统的不同送丝机上，调整送丝枪角度和高度，将砂纸打磨、乙醇清洗后的钛合金基板固定在电子束熔丝增材制造系统的工作平台上，并将工作平台置于电子束熔丝增材系统的真空室；待真空度达到工作真空度时，采用小束流进行基板预热，直至钛合金基板出现红热；/n(2)原位增材：设定铝丝和钛丝的送丝速度后同时送丝，送进同一熔池中，并依照设定好路径进行沉积，沉积单道后冷却一段时间并下降工作台一定距离继续进行沉积确保电子束焦点在增材构件表面，直至沉积完成；/n(3)增材构件冷却：...

【技术特征摘要】
1.基于电子束双丝熔丝原位增材制备钛铝金属间化合物的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)前期准备：将铝丝和钛丝分别置于电子束熔丝增材系统的不同送丝机上，调整送丝枪角度和高度，将砂纸打磨、乙醇清洗后的钛合金基板固定在电子束熔丝增材制造系统的工作平台上，并将工作平台置于电子束熔丝增材系统的真空室；待真空度达到工作真空度时，采用小束流进行基板预热，直至钛合金基板出现红热；
(2)原位增材：设定铝丝和钛丝的送丝速度后同时送丝，送进同一熔池中，并依照设定好路径进行沉积，沉积单道后冷却一段时间并下降工作台一定距离继续进行沉积确保电子束焦点在增材构件表面，直至沉积完成；
(3)增材构件冷却：将原位增材的钛铝金属间化合物构件置于真空环境下冷却，直至冷却至室温。


2.根据权利要求1所述的基于电子束双丝熔丝原位增材制备钛铝金属间化合物的方法，其特征在于，铝丝和钛丝的成分可以依据需求进行选择，钛铝体系选择纯铝丝和纯钛丝，钛铝钒体系选择纯铝丝和Ti-6Al-4V丝材，钛铝锰体系选择铝锰合金丝材和纯钛丝；丝材直径范围为1.0-3mm，基板选用钛合金材料厚度应大于10mm，避免增材内应力造成的变形。


3.根据权利要求1所述的基于电子束双丝熔丝原位增材制备钛铝金属间化合物的方法，其特征在于，送丝枪角度调整范围在30°-60°，避免角度过小或者过大，丝材无法送入同一熔池现象；送丝枪前段丝材与基板距离为0-1mm。


4.根据权利要求1所述的基于电子束双丝熔丝原位增材制备钛铝金属间化合物的方法，其特征在于，其工作真空度低于5×10-2Pa，增材过程中需要冷却60-90s。


5.根据权利要求1所述的基于电子束双丝熔丝原位增材制备钛铝金属间化合物的方法，其特征在于，丝材的送丝速度...

【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