[发明专利]一种激光立体成形态TC4钛合金的热处理方法

权利要求书

1.一种激光立体成形态TC4钛合金的热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：分别准备TC4钛合金锻件基板和TC4钛合金球形粉末；

步骤2：激光立体成形试验：将TC4钛合金球形粉末置于试验仪器中，确定激光立体成形工艺参数，且成形过程在氩气氛围下进行；试验时，试验仪器向TC4钛合金锻件基板的其中一面持续性均匀喷射TC4钛合金球形粉末；当粉末厚度达到要求时，停止试验；此时得到激光立体成形态TC4钛合金；

步骤3：对步骤2得到的激光立体成形态TC4钛合金进行热处理，包括以下步骤：

步骤3.1：确定热处理参数，包括以下几部分内容：

步骤3.1.1：利用差热分析法测试激光立体成形态TC4钛合金的相变点，得到其相变温度；

步骤3.1.2：依据相变温度确定激光立体成形态TC4钛合金的固溶温度均在800℃以上变化，保温时间由公式1来确定：T＝(5～8)+AD(1)，式中：T-保温时间；A-保温时间系数/min·mm-1，D-工件有效厚度/mm，采用的固溶保温时间为0.5h。

步骤3.1.3：由于激光立体成形态TC4钛合金的时效处理是在经过固溶处理后，在较高的温度下保持段一时间后，促使亚稳定β相分解转变，产生强化的效果，因此选择时效温度在500～600℃之间，保温3～12h。

步骤3.1.4：固溶温度(依据相变温度确定激光立体成形态TC4钛合金的固溶温度均在800℃以上变化)

步骤3.2：进行若干组热处理试验，通过实验得到热处理后的激光立体成形态TC4钛合金，观察不同热处理参数下其显微组织及力学性能，获得激光立体成形态TC4钛合金的最有热处理工艺参数；

其中将若干组试验分为AB两组，其中A组改变固溶温度，保持时效温度不变，B组改变时效温度，固溶温度不变；固溶温度的改变量为25℃，时效温度的改变量为50℃；

步骤4：切取激光立体成形态TC4钛合金的金相试样，观察其显微组织，并对其进行显微硬度测试，得到显微硬度随热处理参数变化曲线，最终得到激光立体成形态TC4钛合金的最佳热处理参数。

2.如权利要求1所述的一种激光立体成形态TC4钛合金的热处理方法，其特征在于，所述步骤2中的粉末厚度要求为大于等于10mm。

3.如权利要求1所述的一种激光立体成形态TC4钛合金的热处理方法，其特征在于，所述步骤1中的TC4钛合金锻件基板为锻造退火态TC4钛合金板。

4.如权利要求1所述的一种激光立体成形态TC4钛合金的热处理方法，其特征在于，所述步骤1中的TC4钛合金粉末为通过等离子体旋转电极制备的TC4钛合金粉末，粉末粒度为80～120μm。

5.如权利要求1所述的一种激光立体成形态TC4钛合金的热处理方法，其特征在于，所述步骤2中的激光立体成形工艺参数为：功率1500W，光斑直径2mm，层厚0.5mm，Z轴行程2.5mm，送粉速度10g/min。

6.如权利要求1所述的一种激光立体成形态TC4钛合金的热处理方法，其特征在于，所述步骤3.2中的热处理试验是对切取的TC4钛合金块体进行热处理试验，热处理试验后对其XY,YZ,XZ三个面的显微组织均进行观测。

7.如权利要求1所述的一种激光立体成形态TC4钛合金的热处理方法，其特征在于，所述步骤3.1.1中差热分析法的工艺参数为：参比试样为Al2O3粉末，升温速率20℃/min，保护氩气流量50ml/min。

8.如权利要求1所述的一种激光立体成形态TC4钛合金的热处理方法，其特征在于，所述步骤4中切取激光立体成形态TC4钛合金的金相试样，该金相试样的制备方法为：对金相试样进行打磨抛光后用腐蚀液进行腐蚀(HF：HNO3：H2O＝10：5：85)，再用酒精擦拭清洗并用吹风机吹干，保证横截面无污物及水渍。

9.如权利要求1所述的一种激光立体成形态TC4钛合金的热处理方法，其特征在于，所述步骤4中获得激光立体成形态TC4钛合金的显微硬度随热处理参数变化曲线，该显微硬度试样制备方法及测试参数为：采用DHV-1000Z型硬度机测试其维氏硬度。使用金相砂纸将热压缩试样待测表面磨至无明显划痕，并保证试样上下表面平行。使用载荷为1kg/mm2，保压时间15s。测定其三个方向的硬度值，每个测试面取10个测试点，取平均值作为该测试面的显微硬度值。