【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及增材制造，尤其是涉及一种基于直接能量沉积原位成分调控技术制备等轴晶钛合金的3d打印方法。
技术介绍
1、增材制造(又称3d打印)技术因其设计自由度高、生产周期短、成型精度高、主张生态环保等特点在近些年来备受航空航天、汽车、生物医药等领域的关注。其中，直接能量沉积技术(directed energy deposition，ded)作为一种基于同轴送粉的激光增材制造技术，通过激光、电子束或钨极气体保护电弧等热源来制造熔池，并向熔池中送入粉末或其他形式的原材料，根据程序路径逐层成型零件。相对于其他增材制造技术而言，其具有更高的沉积速率，可以实现特定位置的裂纹等缺陷的修补和多材料零件的沉积制造。
2、到目前为止，可用于ded技术进行零件制备的粉末主要有钛合金、不锈钢、镍基合金等等。ti6al4v(tc4)作为最常见且发展最为成熟的钛合金，增材制造的出现为钛合金制造节约了制造周期并提供了新的研究方向，但也为tc4带来了独特的沉积态组织，其中最主要的一个特征便是沿成型方向粗大的柱状原始β晶。从力学性能的角度来说，柱状原始β晶往往是不可取的，因为它会导致力学性能上的各向异性，且不利于材料的延展性和断裂韧性。
3、因此，开发一种新型的集合打印参数调控和成分调控的钛合金3d打印方法，在保证生产周期的同时，满足钛合金原始β晶等轴度和力学各向同性的需求，显然具有实际的现实意义。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种基于直接能量沉
2、本专利技术是通过以下技术方案实现的：
3、本专利技术一方面提供一种基于直接能量沉积原位成分调控技术制备等轴晶钛合金的3d打印方法，所述方法包括如下步骤：
4、1)利用计算机构建待成型零件模型，并利用软件对所述待成型零件模型进行切片处理，获取具体的打印路径信息；
5、2)设置打印工艺参数，
6、3)基于增材制造设备，在第一粉罐中加入ti6al4v合金粉末，在第二粉罐中加入镍基哈氏合金粉末，将ti6al4v合金粉末与第二合金粉末进行逐层交替沉积打印成型获得等轴晶钛合金；所述第二合金粉末为以β稳定元素为主要成分的合金或β稳定元素粉末。
7、本专利技术另一方面提供一种等轴晶钛合金，采用如本专利技术第一方面所述的基于直接能量沉积原位成分调控技术制备等轴晶钛合金的3d打印方法制备获得。
8、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
9、本专利技术将极易形成柱状晶的ti6al4v合金与以β稳定元素为主要成分的合金进行逐层交替沉积成型，通过调整直接能量沉积过程中两种金属粉末的送粉参数以及打印工艺，实现熔池内部元素均匀化和原位合金化。在不延长生产周期的情况下，显著降低了原始ti6al4v合金柱状β晶出现的概率，获得晶粒等轴度高、弱织构和力学性能各向异性度低的钛合金。
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1.一种基于直接能量沉积原位成分调控技术制备等轴晶钛合金的3D打印方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的基于直接能量沉积原位成分调控技术制备等轴晶钛合金的3D打印方法，其特征在于，所述步骤1)中，所述软件为CAAM。
3.如权利要求1所述的基于直接能量沉积原位成分调控技术制备等轴晶钛合金的3D打印方法，其特征在于，步骤2)中，在奇数层进行Y方向或X方向的Ti6Al4V合金粉末打印，其中，激光功率为1000-1250W，扫描速度为14-15mm/s，送粉盘宽度及转速分别为7-8mm和0.77-0.81r/min。
4.如权利要求3所述的基于直接能量沉积原位成分调控技术制备等轴晶钛合金的3D打印方法，其特征在于，所述步骤2)中，在偶数层进行与Ti6Al4V合金粉末不同打印方向的第二合金粉末打印，激光功率为800-1000W，扫描速度为11-44mm/s，送粉盘宽度及转速分别为3-11mm和0.05-0.22r/min。
5.如权利要求4所述的基于直接能量沉积原位成分调控技术制备等轴晶钛合金的3D打印方法，其特征
6.如权利要求1所述的基于直接能量沉积原位成分调控技术制备等轴晶钛合金的3D打印方法，其特征在于，所述步骤3)中，所述第二合金的含量为1.5-6％；
7.如权利要求1所述的基于直接能量沉积原位成分调控技术制备等轴晶钛合金的3D打印方法，其特征在于，步骤3)和4)中，等轴晶钛合金为具有等轴状原始β晶的钛合金材料，所述等轴状原始β晶的钛合金材料中均匀分布有板条状α相。
8.如权利要求7所述的基于直接能量沉积原位成分调控技术制备等轴晶钛合金的3D打印方法，其特征在于，Ti和Al作为α稳定元素主要分布在α相内，β稳定元素主要分布于β相内；优选地，所述β稳定元素选自Fe，Ni，Cr中的一种或多种。
9.如权利要求1所述的基于直接能量沉积原位成分调控技术制备等轴晶钛合金的3D打印方法，其特征在于，还包括步骤4)，所述步骤4)是对步骤3)提供的等轴晶钛合金的组织形貌进行表征，根据表征结果和实验需求，可对工艺参数进一步调整以打印获得特定第二合金含量的等轴晶钛合金，实现成分调控。
10.一种等轴晶钛合金，采用如权利要求1～9任一项权利要求所述的基于直接能量沉积原位成分调控技术制备等轴晶钛合金的3D打印方法制备获得。
...【技术特征摘要】
1.一种基于直接能量沉积原位成分调控技术制备等轴晶钛合金的3d打印方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的基于直接能量沉积原位成分调控技术制备等轴晶钛合金的3d打印方法，其特征在于，所述步骤1)中，所述软件为caam。
3.如权利要求1所述的基于直接能量沉积原位成分调控技术制备等轴晶钛合金的3d打印方法，其特征在于，步骤2)中，在奇数层进行y方向或x方向的ti6al4v合金粉末打印，其中，激光功率为1000-1250w，扫描速度为14-15mm/s，送粉盘宽度及转速分别为7-8mm和0.77-0.81r/min。
4.如权利要求3所述的基于直接能量沉积原位成分调控技术制备等轴晶钛合金的3d打印方法，其特征在于，所述步骤2)中，在偶数层进行与ti6al4v合金粉末不同打印方向的第二合金粉末打印，激光功率为800-1000w，扫描速度为11-44mm/s，送粉盘宽度及转速分别为3-11mm和0.05-0.22r/min。
5.如权利要求4所述的基于直接能量沉积原位成分调控技术制备等轴晶钛合金的3d打印方法，其特征在于，所述步骤2)中，每层中，熔覆头工作距离20mm，光斑直径2-6mm，每层ti6al4v合金粉末打印结束后熔覆头抬升高度0.1...
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