[发明专利]钛合金构件及其制备方法

权利要求书

1.一种钛合金构件的制备方法，其特征在于，所述钛合金构件采用钛合金原料制备，所述制备方法包括如下步骤：

步骤S1，制备包套，采用近净成形方法设计包套，以使包套的型腔与所述钛合金构件的形状接近；

步骤S2，填装，

向所述包套内填装所述钛合金原料，并对包套进行封装，形成包套组装件；

步骤S3，热等静压，

将步骤S2得到的所述包套组装件进行热等静压处理，然后去除所述包套，得到构件坯料；

步骤S4，机加工整形，

对所述构件坯料进行机加工整形，得到构件的成品。

2.如权利要求1所述的钛合金构件的制备方法，其特征在于，所述钛合金原料为TC4钛合金粉末或者TA15钛合金粉末；

优选地，按质量百分比计，所述TC4钛合金粉末包括如下组分：铝5.50-6.75％、钒3.50-4.50％、氧0.13-0.18％、氮＜0.04％、氢＜0.012％、铁＜0.30％、碳＜0.10％、锡＜0.10％、钼＜0.10％、铜＜0.10％、镁＜0.10％、锆＜0.10％，余量为钛；

按质量百分比计，所述TA15钛合金粉末包括如下组分：铝5.5-7.0％、钒0.8-2.5％、锆1.5-2.5％、氧＜0.15％、氮＜0.05％、氢＜0.015％、铁＜0.25％、碳＜0.10％、铜＜0.10％、镁＜0.10％、硅＜0.15％，余量为钛。

3.如权利要求1所述的钛合金构件的制备方法，其特征在于，所述包套采用3D打印技术制得；优选地，所述3D打印技术为激光CMT复合低热量输入快速打印技术。

4.如权利要求3所述的钛合金构件的制备方法，其特征在于，所述包套包括上盖板、下底板和筒体，所述上盖板和下底板分别盖设在所述筒体的两端开口处；

所述上盖板上设置有抽气口；

优选地，所述上盖板和下底板均选用钢板制备，所述筒体采用3D打印技术制得；

优选地，所述上盖板和所述下底板均为Q235钢板；

优选地，所述上盖板的抽气口处设置有抽真空管；进一步优选地，所述抽真空管上设置有阀门。

5.如权利要求4所述的钛合金构件的制备方法，其特征在于，

所述步骤S1包括：

步骤S11，根据所述钛合金构件的尺寸，选择合适尺寸的钢板作为下底板；

步骤S12，使用3D打印技术，按照预设的轨迹，在下底板的上表面打印筒体，制得组合件；

步骤S14，选择合适尺寸的钢板作为所述上盖板，所述上盖板的尺寸与所述筒体的上部开口尺寸相匹配，在所述上盖板上设置抽气口；

优选地，所述包套原料为低合金钢或碳钢焊丝，更优选为ER50-6实芯焊丝，焊丝规格优选为Φ0.9-1.6mm；

步骤S12的所述3D打印技术在打印筒体过程中采用的参数如下：保护气体为100％的CO₂气体；摆动频率设置为50-200Hz，电流为60-120A，电压为20-30V，打印速度0.5-1.5m/min，气体流量20-30L/Min；优选地，激光功率为2000W，激光光斑直径为1-3mm；

优选地，在所述步骤S14之前还包括如下步骤：

步骤S13，对所述步骤S12制得的筒体内表面进行喷砂处理。

6.如权利要求5所述的钛合金构件的制备方法，其特征在于，所述步骤S2具体操作如下：

在所述组合件的型腔内填充钛合金原料，并经震动装满、装实处理后，将所述上盖板焊接在所述筒体的上部开口处，形成密封的装有钛合金原料的包套组装件。

7.如权利要求1-6任一项所述的钛合金构件的制备方法，其特征在于，所述步骤S3前还包括如下步骤：

脱气步骤，将步骤S2中得到的包套组装件进行脱气处理；优选地，所述脱气处理的温度为300-600℃，保温时间为5-48小时，抽真空至10^-5-10^-2Pa。