[发明专利]微量微米级RE2

说明书

本发明公开了一种微量微米级RE₂O₃颗粒多级细化微观组织的钛合金填丝增材制造方法，在沉积每道次钛合金前在工件或先前沉积钛合金的表面均匀涂覆一层微米级RE₂O₃颗粒醇基悬浊液，待微米级RE₂O₃颗粒醇基悬浊液中的醇基溶剂挥发后，在惰性气体保护气氛下进行钛合金的沉积，完成微量微米级RE₂O₃颗粒多级细化微观组织的钛合金填丝增材制造，该方法能够在细化钛合金沉积层晶粒的同时，抑制晶粒再结晶粗化，提高钛合金沉积层的强韧性及延展性。

技术领域

本发明属于增材制造领域，涉及一种微量微米级RE₂O₃颗粒多级细化微观组织的钛合金填丝增材制造方法。

背景技术

钛合金具有低模量、良好的比强度，优异的抗疲劳性、生物相容性和耐腐蚀性等特点，在商业和工业中得到广泛的应用，如飞机机身，航空发动机零件，生物医学植入物，汽车部件，船舶构件等。传统的制造方法对于加工钛合金而言存在加工工艺复杂、生产周期长、废料率高(高达95％)等缺点。增材制造技术的出现，为低成本生产钛合金构件提供了新的方法，越来越多的制造商用增材制造技术制造钛合金构件。由于所有增材制造技术的特点是热源相对于沉积体往复运动，产生局部热处理的作用，往复的高温热循环导致原本细小的晶粒粗化，对热输入较高的填丝式增材制造而言尤为显著。这些不利的影响给增材制造的钛合金构件的应用带来了巨大的挑战。

钛合金的性能在很大程度上受α相的影响，如α相晶粒尺寸、单个α片层的长度和宽度以及是否存在晶界α等。在增材制造过程中细化α相可以改善钛合金微观组织的均匀性，是改善合金力学性能的一种方式。

研究表明，硼、碳以及稀土元素在凝固过程中都能细化钛合金的显微组织。然而，硼的添加导致钛合金中生成细长的针状TiB，碳的添加导致钛合金中生成大尺寸的TiC，钛合金受载时裂纹容易在针状TiB或大尺寸的TiC上萌生，降低钛合金的延展性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种微量微米级RE₂O₃颗粒多级细化微观组织的钛合金填丝增材制造方法，该方法能够在细化钛合金沉积层晶粒的同时，抑制晶粒再结晶粗化，提高钛合金沉积层的强韧性及延展性。

为达到上述目的，本发明所述的微量微米级RE₂O₃颗粒多级细化微观组织的钛合金填丝增材制造方法，在沉积每道次钛合金前在工件或先前沉积钛合金的表面均匀涂覆一层微米级RE₂O₃颗粒醇基悬浊液，待微米级 RE₂O₃颗粒醇基悬浊液中的醇基溶剂挥发后，在惰性气体保护气氛下进行钛合金的沉积，完成微量微米级RE₂O₃颗粒多级细化微观组织的钛合金填丝增材制造。

包括以下步骤：

1)称取RE₂O₃颗粒及乙醇，再将RE₂O₃颗粒及乙醇放置到密封容器中搅拌均匀，得微米级RE₂O₃颗粒醇基悬浊液；

2)在沉积基底上均匀涂覆一层步骤1)得到的微米级RE₂O₃颗粒醇基悬浊液，放置使乙醇挥发；

3)在惰性气体的气氛保护下完成单道次钛合金沉积；

4)重复步骤2)及步骤3)，直至完成微量微米级RE₂O₃颗粒多级细化微观组织的钛合金填丝增材制造为止。