【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属增材制造，具体涉及一种提高增材制造钛合金件疲劳强度的方法以及采用该方法制备的钛合金件。
技术介绍
1、钛合金增材制造技术可以实现零件的低成本、低碳、轻量化制造。
2、激光熔化沉积技术是实现钛合金增材制造的一项重要技术。该技术通过将钛合金零件的三维模型分层并规划路径，实现零件的逐层沉积制造。该类技术已经用于个性化生产和大规模自动化地生产精密件或复杂件，在航空航天领域、汽车发动机领域具有广泛的应用需求。采用激光熔化沉积技术增材制造时，通过调节工艺参数，通常能够使得增材制造的钛合金件具有较好的抗拉强度、屈服强度和延伸率，但是抗疲劳强度总是不尽人意。
3、现有技术中，专利（申请）号为cn201811319227.7的中国专利技术专利公开了一种增材制造钛及钛合金件的后处理方法，先对3d打印的钛或钛合金件进行热处理，再对3d打印的钛或钛合金件进行表面处理，还利用磁场和电场对3d打印的钛或钛合金件进行原位修复处理，提高3d打印的钛或者钛合金件的抗拉强度、屈服强度、韧性、疲劳寿命、表面光洁度、表面硬度等。但是，该技术公开的后处理方法需要增加大量的设备、场地、制造工序、品控的难度、生产周期，导致制造成本明显增加、成品率降低。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术中后处理工序繁杂、成本高、成品率低的不足，提供了一种提高增材制造钛合金件疲劳强度的方法，通过对粉末的严格筛选、增材制造的工艺优化、喷丸的后处理三大工序，就提高了增材制造钛合金件的疲劳强度，精简了工
2、本专利技术具体实现内容如下：
3、本专利技术提供了一种提高增材制造钛合金件疲劳强度的方法。所述方法主要由粉末筛选、增材制造、喷丸处理三个工序组成。
4、所述粉末筛选是指：筛选出氧含量低于300ppm、氮含量低于20ppm的钛合金粉末；
5、所述增材制造是指：首先采用真空烘干炉对经过粉末筛选的钛合金粉末进行烘干处理，烘干处理时要求在真空度为1torr以下、温度为80~120℃的条件下保温时间30~150min；然后将烘干后的钛合金粉末放入送粉器、将钛合金基板固定到充氩舱内的工作台上，并调节激光加工参数；待激光加工参数调节完成后，采用激光熔化沉积方法，在充氩舱内进行钛合金件的增材制造；
6、所述喷丸处理是指：增材制造结束后，继续在氧含量低于100ppm的充氩舱中进行喷丸处理。
7、进一步地，为了更好地实现本专利技术，所述调节激光加工参数包括：a、调节激光头的激光光斑与同轴送粉头的粉末焦点的相对位置，使激光光斑位置位于粉末焦点位置之下5~10mm；b、调节粉斑焦点位置位于钛合金基板表面-1~1mm；c、调节激光光斑直径为5~10mm。
8、进一步地，为了更好地实现本专利技术，所述调节激光加工参数还包括：d、设置钛合金粉末的送粉速率为15~35g/min；e、设置激光扫描速度为600~1200mm/min，沉积过程搭接率30~75%，每层沉积结束后激光头与同轴送粉头向上提升0.4~1.0mm；f、设置沉积过程中激光功率为2000~4000w。
9、进一步地，为了更好地实现本专利技术，所述调节激光加工参数还包括：g、调节并控制充氩舱中氧含量在30ppm以下、氮含量在20ppm以下。
10、进一步地，为了更好地实现本专利技术，所述钛合金基板经过打磨处理后，再固定到充氩舱内的工作台上。
11、进一步地，为了更好地实现本专利技术，所述粉末筛选时，还需要配置粉末颗粒度使其满足以下条件：d10为45±1μm和d90为105±1μm。
12、更进一步地，所述钛合金粉末的材质为tc4或ti-6.5al-3.5mo-1.5zr。
13、进一步地，为了更好地实现本专利技术，所述喷丸处理时，使用的喷丸材料为氧化铝陶瓷丸、氧化锆陶瓷丸或者钢丸。
14、本专利技术还提供了一种钛合金件，采用上述提高增材制造钛合金件疲劳强度的方法进行增材制造而获得。
15、进一步地，为了更好地实现本专利技术，所述钛合金件的最大气孔尺寸小于200 μm；所述钛合金件的气孔率小于1%；所述钛合金件不存在肉眼可见的未融合缺陷。
16、进一步地，为了更好地实现本专利技术，所述钛合金件的疲劳强度不小于350 mpa、抗拉强度不小于930 mpa、断后伸长率不小于10.0%。
17、本专利技术具有以下有益效果。
18、（1）本专利技术所述的提高增材制造钛合金件疲劳强度的方法，通过对粉末的严格筛选、增材制造的工艺优化、喷丸的后处理三大工序，就提高了增材制造钛合金件的疲劳强度，精简了工序、降低了成本、有利于品控。
19、（2）本专利技术所述的提高增材制造钛合金件疲劳强度的方法，能够有效降低激光熔化沉积钛合金件的气孔率。
20、（3）本专利技术所述的提高增材制造钛合金件疲劳强度的方法，能够有效降低激光熔化沉积钛合金件的未融合缺陷数量与尺寸。
21、（4）本专利技术制备的钛合金件，最大气孔尺寸小于200 μm、气孔率小于1%、无肉眼可见的未融合缺陷。
22、（5）本专利技术制备的钛合金件，疲劳强度不小于350 mpa、抗拉强度不小于930 mpa、断后伸长率不小于10.0%。
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1.一种提高增材制造钛合金件疲劳强度的方法，其特征在于，主要由粉末筛选、增材制造、喷丸处理三个工序组成，并对增材制造方法进行工艺优化；
2.根据权利要求1所述的一种提高增材制造钛合金件疲劳强度的方法，其特征在于，所述调节激光加工参数还包括：d、设置钛合金粉末的送粉速率为15~35g/min；e、设置激光扫描速度为600~1200mm/min，沉积过程搭接率30~75%，每层沉积结束后激光头与同轴送粉头向上提升0.4~1.0mm；f、设置沉积过程中激光功率为2000~4000W。
3.根据权利要求2所述的一种提高增材制造钛合金件疲劳强度的方法，其特征在于，所述调节激光加工参数还包括：g、调节并控制充氩舱中氧含量在30ppm以下、氮含量在20ppm以下。
4.根据权利要求1所述的一种提高增材制造钛合金件疲劳强度的方法，其特征在于，所述钛合金基板经过打磨处理后，再固定到充氩舱内的工作台上。
5.根据权利要求1所述的一种提高增材制造钛合金件疲劳强度的方法，其特征在于，所述粉末筛选时，还需要配置粉末颗粒度使其满足以下条件：D10为45±1μm
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种提高增材制造钛合金件疲劳强度的方法，其特征在于，所述钛合金粉末的材质为TC4或Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr。
7.根据权利要求1-5任一项所述的一种提高增材制造钛合金件疲劳强度的方法，其特征在于，所述喷丸处理时，使用的喷丸材料为氧化铝陶瓷丸、氧化锆陶瓷丸或者钢丸。
8.一种钛合金件，其特征在于，采用如权利要求1-7任一项所述的提高增材制造钛合金件疲劳强度的方法进行增材制造而获得。
9.根据权利要求8所述的一种钛合金件，其特征在于，最大气孔尺寸小于200 μm；气孔率小于1%；不存在肉眼可见的未融合缺陷。
10.根据权利要求9所述的一种钛合金件，其特征在于，疲劳强度不小于350 MPa，抗拉强度不小于930 MPa，断后伸长率不小于10.0%。
...【技术特征摘要】
1.一种提高增材制造钛合金件疲劳强度的方法，其特征在于，主要由粉末筛选、增材制造、喷丸处理三个工序组成，并对增材制造方法进行工艺优化；
2.根据权利要求1所述的一种提高增材制造钛合金件疲劳强度的方法，其特征在于，所述调节激光加工参数还包括：d、设置钛合金粉末的送粉速率为15~35g/min；e、设置激光扫描速度为600~1200mm/min，沉积过程搭接率30~75%，每层沉积结束后激光头与同轴送粉头向上提升0.4~1.0mm；f、设置沉积过程中激光功率为2000~4000w。
3.根据权利要求2所述的一种提高增材制造钛合金件疲劳强度的方法，其特征在于，所述调节激光加工参数还包括：g、调节并控制充氩舱中氧含量在30ppm以下、氮含量在20ppm以下。
4.根据权利要求1所述的一种提高增材制造钛合金件疲劳强度的方法，其特征在于，所述钛合金基板经过打磨处理后，再固定到充氩舱内的工作台上。
5.根据权利要求1所述的一种提高增材制造钛合金件疲劳强度的...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宪，江源渊，王珠风，黄中平，赵举琦，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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