[发明专利]仿贝壳结构的高抗压钛合金构件和真空高能束流增材制造方法

权利要求书

1.一种仿贝壳结构的高抗压钛合金构件的真空高能束流增材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）增材基板选用轧制态的TC4钛合金板材；

（2）选择TC4与TA2为原料，分别将TC4与TA2的丝材或粉末装入真空高能束流增材设备中，调整真空高能束流的束斑与丝材或粉末的相对位置；

（3）对钛合金基板预热至150-300℃基板红热；

（4）按照增材参数，在基板上连续增材TC4钛合金，直至仿棱柱层厚度；

（5）在上述TC4增材体上继续间断地增材TA2，直至仿珍珠层厚度；

（6）重复步骤（4）和（5），增材出TC4与TA2交叠的高抗压钛合金构件；

（7）增材结束后，保留基板3mm厚度的仿角质层结构，线切割剩余部分。

2.根据权利要求1所述的仿贝壳结构的高抗压钛合金构件的真空高能束流增材制造方法，其特征在于，基板厚度大于10mm，TC4钛合金轧制基板化学成分符合GB/T 3620的要求，真空高能束流增材采用双丝机构或双储粉机构。

3.根据权利要求1所述的仿贝壳结构的高抗压钛合金构件的真空高能束流增材制造方法，其特征在于，TC4钛合金基板与工作台是紧密接触的，真空室的真空度为3×10^-2-5×10^-2MPa。

4.根据权利要求1所述的仿贝壳结构的高抗压钛合金构件的真空高能束流增材制造方法，其特征在于，增材前对基板进行预热至150-300℃，形成弧状分布的等轴晶。

5.根据权利要求1所述的仿贝壳结构的高抗压钛合金构件的真空高能束流增材制造方法，其特征在于，为达到仿生棱柱层和珍珠层的尺寸要求，仿棱柱层的TC4部分要增材20mm以上的厚度且增材层间不进行冷却，在TC4增材层上继续增材TA2时，层间冷却时间为10min保持不变。

6.根据权利要求1所述的仿贝壳结构的高抗压钛合金构件的真空高能束流增材制造方法，其特征在于，为消除仿贝壳结构钛合金构件的水平方向上的各向异性，每增材完一层后，增材路径改变90°，然后再进行下一层沉积。

7.一种基于权利要求1-6任一项所述的方法制得的仿贝壳结构的高抗压钛合金构件，其特征在于，通过钛合金晶粒组织特征仿贝壳的外层角质层、中层棱柱层和内层珍珠层结构。

8.根据权利要求7所述的仿贝壳结构的高抗压钛合金构件，其特征在于，仿贝壳分层结构的厚度占比为：仿角质层占比2%-5%，仿棱柱层占比85%-90%，仿珍珠层占比8%-10%。