一种基于电子束选区熔化的纳米颗粒增强钛基复合材料的增材制造方法技术

本发明专利技术涉及一种基于电子束选区熔化的纳米颗粒增强钛基复合材料的增材制造方法，其包括S1、钛基复合材料球形粉末的制造；S2、粉末的筛选；S3、构建数字模型；S4、电子束增材制造；S5、后处理。该方法是直接使用钛基复合材料球形预合金粉末，在高真空、原位退火条件下进行纳米颗粒增强钛基复合材料的增材制造，实现了纳米增强相的原位自生和密集三维网状均匀分布。本发明专利技术制造的纳米颗粒增强钛基复合材料，致密度高达99.8％，氧含量低于0.12wt％，增强相的体积分数可达5.0％以上，且力学性能接近常规锻件的水平。因此，本发明专利技术提出的方法特别适合高性能纳米颗粒增强钛基复合材料复杂结构零部件的低成本制造。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电子束选区熔化的纳米颗粒增强钛基复合材料的增材制造方法
本专利技术涉及一种基于电子束选区熔化的纳米颗粒增强钛基复合材料的增材制造方法，属于金属基复合材料的增材制造

技术介绍
颗粒增强钛基复合材料是一种极具应用前景的轻质高温高强结构材料，在航空航天、海洋装备、武器装备轻量化等领域具有重要的战略地位。然而，钛基复合材料难于高温塑性变形，且高温活性较大，造成精密模锻或者精密铸造成型困难。塑性加工过程增强相晶须的断裂和定向排列，会弱化强化效果，并恶化塑性。常规铸锭冶金法和粉末冶金法制造的颗粒增强钛基复合材料，难于实现增强相颗粒的超细/纳米化，不利于钛基复合材料室温塑性的改善和强度的提高。激光和电子束增材制造(3D打印)是一种基于构件三维离散数字模型的近净成形柔性制造技术，具有工艺流程短、材料利用率高、形状自由度高、无需制造模具等突出优势。增材制造已经成为难加工/成形钛合金、钛基复合材料、高温合金和金属间化合物等复杂零部件制造的关键技术。增材制造具备粉末逐层凝固堆积和快速凝固的特点，可以实现金属基复合材料中增强相的原位自本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电子束选区熔化的纳米颗粒增强钛基复合材料增材的制造方法，其特征在于，其包括如下步骤：/nS1、钛基复合材料球形粉末的制造；/nS2、粉末的筛选；/nS3、构建数字模型；/nS4、电子束增材制造；/nS5、后处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于电子束选区熔化的纳米颗粒增强钛基复合材料增材的制造方法，其特征在于，其包括如下步骤：
S1、钛基复合材料球形粉末的制造；
S2、粉末的筛选；
S3、构建数字模型；
S4、电子束增材制造；
S5、后处理。


2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述球形粉末的制造采用等离子旋转电极法或无坩埚电极气雾化法制造钛基复合材料的球形预合金粉末。


3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在步骤S1中，所述钛基复合材料球形粉末的原材料包括合金基体和增强相，所述合金基体为纯钛、TC4、TA15、Ti6242或Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系列高温钛合金中的任一种，增强相为TiB、TiC、TiN、Ti5Si3或稀土氧化物中的一种或一种以上；所述增强相的体积分数在0.5％～8.0％之间进行选择。


4.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述稀土氧化物为La2O3或Y2O3。


5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在步骤S2中，所述筛选的粒度为40～140μm的球形粉末。


6.如权利要求1所述的制造方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛红志，谭浩，殷宝国，张德良，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21