一种低应力低缺陷低变形的钛合金薄壁件的激光增材制造方法技术

本发明专利技术属于增材制造技术领域，涉及一种低应力低缺陷低变形的钛合金薄壁件的激光增材制造方法。该方法通过优化激光功率、扫描速度、层间偏转角及岛屿尺寸等关键工艺参数，并进行后热处理，显著降低了钛合金制造过程中的残余应力、减少了孔隙与裂纹等缺陷，并有效控制了成形件的变形，从而提升了TA15等钛合金零件的成形质量。本发明专利技术具有成形效率高、适用范围广等优点，可广泛应用于航空航天、能源等领域的高端装备制造中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于增材制造，具体公开了一种针对ta15等钛合金的低应力、低缺陷、低变形的增材制造工艺。通过优化激光功率、扫描速度、层间偏转角及岛屿尺寸等关键工艺参数，并引入后热处理等辅助措施，显著降低了打印过程中的残余应力、减少了孔隙与裂纹等缺陷，并有效控制了成形件的变形，从而提升了ta15等钛合金零件的成形质量。

技术介绍

1、钛合金具有高比强度和高温稳定性，被广泛应用于航空航天复杂承力部件，例如ta15等钛合金。由于钛合金的高活性、抗变形性和低导热系数等，利用传统工艺制造复杂薄壁部件的难度极大。包括激光粉末床熔融(laser powder bed fusion，l-pbf)在内的增材制造技术，由于具有柔性加工、可自由设计性等特点，为突破传统加工方法的限制，制造复杂薄壁钛合金部件提供了强有力的手段。其中，l-pbf技术也称为选区激光熔化(slm)技术。

2、目前，国内外学术界对于选区激光熔化成形钛合金的研究相对比较活跃，对于工艺参数的研究包括：激光输入能量、基板预热状态等，并对成形样品的力学性能、表面性能、生物性能等进行了全方位的研究；另外有学者本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种低应力低缺陷低变形的钛合金薄壁件的激光增材制造方法，其特征在于，采用L-PBF工艺成形钛合金，通过优化成形过程中的激光功率、扫描速度、层间偏转角和岛屿尺寸，降低成形件的残余应力并提高成形质量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钛合金为TA15钛合金。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述L-PBF工艺中的参数进行以下设置以提高成形质量：激光功率为250～310W，扫描速度为1000～1400mm/s，扫描间距为100～200μm，层厚为20～50μm，层间偏转角为67°或90°，岛屿尺寸<10×10mm。

4.根...

【技术特征摘要】

1.一种低应力低缺陷低变形的钛合金薄壁件的激光增材制造方法，其特征在于，采用l-pbf工艺成形钛合金，通过优化成形过程中的激光功率、扫描速度、层间偏转角和岛屿尺寸，降低成形件的残余应力并提高成形质量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钛合金为ta15钛合金。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述l-pbf工艺中的参数进行以下设置以提高成形质量：激光功率为250～310w，扫描速度为1000～1400mm/s，扫描间距为100～200μm，层厚为20～50μm，层间偏转角为67°或90°，岛屿尺寸<10×10mm。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述激光功率为280w，所述扫描速度为1200mm/s，所述扫描间距为140μm，所述层厚为30μm，所述层间偏转角为67°，所述岛屿尺寸为2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李时磊，卢姝婧，王沿东，甄淑颖，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：