[发明专利]通过增材制造的结合的钢和钛

说明书

本申请涉及通过增材制造的结合的钢和钛。一种用于包括结合的第一金属和第二金属的制品的增材制造的工艺，其中，第一金属包括钢和钛中的一种，并且第二金属包括钢和钛的另一种。该工艺包括在第一金属的基底上布置第三金属的界面层，其中，第三金属能够与第一金属形成合金并且能够与第二金属形成合金。该工艺还包括将耗材形式的第二金属供应到界面层的部位并且在非反应性环境中加热界面层的部位。在这个过程中，加热使耗材形式的第二金属熔化，以呈现熔化形式的第二金属并且将熔化形式的第二金属结合到界面层。

技术领域

本公开总体上涉及工业制品的增材制造领域，更具体地涉及包括结合的钢和钛(conjoined steel and titanium)的制品的增材制造领域。

背景技术

增材制造或“3D打印”已用于制作复杂拓扑结构的制品。在该技术中，基于定义制品的期望拓扑结构的合适的数字模型来逐层构建立体的、真实的制品。所得制品是数字模型的高保真实现，其通过最少的人为干预或专用工具获得。当应用于制造含金属制品时，增材制造通常涉及由聚焦的高能束局部熔化耗材金属(consumable metal)。通过相对于束移动制品和/或在使束在制品上光栅化来实时控制制品的待添加材料的部位。该耗材金属可提供为施加在正在形成的整个制品上的颗粒的薄涂层或可经由喷嘴直接传导至该部位。

近年来，已开发了将增材制造的范围扩展到具有工业意义的金属的技术。然而，仍然存在各种挑战。一个具体的挑战涉及包括相异结合金属(如钢和钛)的制品的增材制造。

发明内容

本文所公开的一些实例涉及用于包括结合的第一金属和第二金属的制品的增材制造的工艺，第一金属包括钢和钛中的一种，第二金属包括钢和钛中的另一种。该工艺包括在第一金属的基底上布置第三金属的界面层，其中，第三金属能够与第一金属形成合金并且能够与第二金属形成合金。该工艺还包括将耗材形式的第二金属供应到界面层的部位，并且在非反应性环境中加热界面层的部位。在这个过程中，加热使耗材形式的第二金属熔化，以呈现熔化形式的第二金属并且将熔化形式的第二金属结合到界面层。

其他实例涉及包括第一金属的基底和第二金属的打印结构的制品。第二金属的打印结构通过使耗材形式的第二金属熔化来呈现并且经由第三金属的部分溶解层同时结合到基底。第一金属包括钢和钛中的一种，并且第二金属包括钢和钛中的另一种。在如此形成的制品中，第三金属至少渗入第一金属的基底。

又一实例涉及一种用于包括结合的第一金属和第二金属的制品的增材制造的工艺，该第一金属包括钢和钛中的一种，并且该第二金属包括该钢和钛中的另一种。该工艺包括在第一金属的基底上布置铌层并且将耗材形式的第二金属供应至铌层的部位。该工艺还包括在非反应性环境中加热铌层的部位，其中，加热使耗材形式的第二金属熔化，以呈现熔化形式的第二金属并且将熔化形式的第二金属结合到铌层。

本概述并非旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征。相反，所要求保护的主题的范围既不限于本概述的内容，也不限于解决可以在本公开的任何部分中指出的任何问题或缺点的实现方式。本公开中所描述的特征、功能及优点可在一些实现方式中独立地实现且可在其他实现方式中组合。

附图说明

通过参照附图阅读以下具体实施方式将更好地理解本公开，其中：

图1是示出了跨越形成合金的金属A和B的接合处的示例性期望成分的曲线图；

图2A示出了包括制品的示例性制造产品的方面，该制品包括结合的钢和钛；

图2B是图2A的制品的另一视图；

图3示出了构造成通过耗材金属颗粒进行制品的增材制造的示例性设备的方面；

图4示出了构造成通过耗材金属线进行制品的增材制造的示例性设备的方面；

图5示出了用于包括结合的第一金属和第二金属的制品的增材制造的示例性工艺的方面；