[发明专利]一种用于钛合金薄壁零件的增材制造方法

权利要求书

1.一种TA15钛合金航天发动机舵翼薄壁零件的增材制造方法，其特征在于，所述的增材制造方法包括如下步骤：

(Ⅰ)按照薄壁零件的实体结构进行三维建模得到实体模型，在实体模型外表面添加辅助支撑结构得到增材模型，对增材模型进行切片分层并导入增材制造软件中；

(Ⅱ)根据分层情况生成扫描路径，以TA15钛合金粉末为原料，在基板上逐层进行零件实体结构和辅助支撑结构的激光增材制造，逐层堆积形成包括辅助结构的零件实体；

(Ⅲ)对包括辅助结构的零件实体连带基板一同进行热处理；

步骤(Ⅱ)中，对零件实体结构进行激光增材制造的过程中所需设定的激光工艺数据包括激光功率、光斑直径、扫描速度、铺粉层厚和扫描间距，所述的激光功率为170～300W，所述的光斑直径为0.05～0.2mm，所述的扫描速度为700～1400mm/s，所述的铺粉层厚为0.02～0.08mm，所述的扫描间距为0.07～0.16mm，在零件实体的激光增材制造过程中控制氧含量＜1000ppm；

所述的辅助支撑结构为筋条，所述的筋条与实体模型的连接处设计孔洞，所述的孔洞直径为1～2mm，步骤(Ⅰ)中，相邻孔洞之间的孔间距为0.5～8mm。

2.根据权利要求1所述的增材制造方法，其特征在于，步骤(Ⅰ)中，所述的筋条的厚度设置为待控制变形区域壁厚的1/3～1倍。

3.根据权利要求2所述的增材制造方法，其特征在于，步骤(Ⅰ)中，所述的待控制变形区域壁厚为1.5～5mm。

4.根据权利要求2所述的增材制造方法，其特征在于，步骤(Ⅰ)中，所述的筋条长度设置为与待控制变形区域等长。

5.根据权利要求1所述的增材制造方法，其特征在于，步骤(Ⅰ)中，对等长放入的筋条进行分隔处理。

6.根据权利要求1所述的增材制造方法，其特征在于，步骤(Ⅰ)中，所述的增材模型的切片厚度为0.02～0.08mm。

7.根据权利要求1所述的增材制造方法，其特征在于，所述的钛合金粉末中包括钛元素、氧元素、碳元素、硅元素和铁元素。

8.根据权利要求7所述的增材制造方法，其特征在于，所述的氧元素含量≤0.08wt％。

9.根据权利要求7所述的增材制造方法，其特征在于，所述的碳元素含量≤0.03wt％。

10.根据权利要求7所述的增材制造方法，其特征在于，所述的硅元素含量≤0.05wt％。

11.根据权利要求7所述的增材制造方法，其特征在于，所述的铁元素含量≤0.1wt％。

12.根据权利要求1所述的增材制造方法，其特征在于，步骤(Ⅱ)中，激光增材制造开始前，对钛合金粉末进行烘粉。

13.根据权利要求12所述的增材制造方法，其特征在于，所述的烘粉温度为100～150℃。

14.根据权利要求12所述的增材制造方法，其特征在于，所述的烘粉过程的保温时间为3～8h。

15.根据权利要求1所述的增材制造方法，其特征在于，步骤(Ⅱ)中，所述的激光增材制造开始前，对基板进行预热。

16.根据权利要求15所述的增材制造方法，其特征在于，所述的预热温度为80～210℃。

17.根据权利要求1所述的增材制造方法，其特征在于，步骤(Ⅱ)中，对辅助支撑结构进行激光增材制造的过程中所述设定的激光工艺数据包括激光功率、光斑直径、扫描速度、铺粉层厚和扫描间距。