[发明专利]用于增材制造的含氢钛合金丝材的制备方法

说明书

本发明提供一种用于增材制造的含氢钛合金丝材的制备方法，包括以下步骤：将钛合金铸锭均匀化加热处理；将钛合金铸锭放入密闭的管式置氢加热炉中，在真空环境下，通入氢气进行固态置氢处理，得到置氢钛合金铸锭；将置氢钛合金铸锭放进热处理炉进行固溶处理；将固溶处理后的钛合金铸锭进行预设变形量的热拉拔工艺，拉拔完炉冷，获得钛合金丝材；以及将热拉拔完的钛合金丝材进行时效处理，获得用于增材制造的含氢钛合金丝材。本发明能够显著降低相变温度，缩减生产过程中所需的热量，从而降低制造成本，利用其打印的坚固件工件具有优异的抗拉强度和延伸率、切应力性能。

技术领域

本发明涉及钛合金技术领域，尤其是提升钛合金丝材的塑形具体而言涉及一种用于增材制造的含氢钛合金丝材的制备方法。

背景技术

钛合金丝材的生产过程，可通过钛合金棒材的热拉拔或者轧制实现，由于热塑性差的因素，钛合金丝的制造所需的热量巨大，生产周期和生产成本较高，效率低，是制约钛合金的市场化和规模化应用的关键因素。

由于钛的屈强比较高，弹性较好，变形抗力大，但其弹性模量相对较低，故加工时变形抗力大，回弹性也较严重，而且在加工过程中的粘着问题对制品的表面质量也产生了恶劣的影响。

发明内容

本发明目的在于针对现有的钛合金丝加工效率较低，成型性能差，加工难度较大和制件使用性能较差等现状，提供一种用于增材制造的含氢钛合金丝材的制备方法，能够显著降低相变温度，大大缩减了生产过程中所需的热量，从而降低制造成本。

本发明的第一方面提出一种用于增材制造的含氢钛合金丝材的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将钛合金铸锭均匀化加热处理，所述钛合金铸锭为一定长度与直径的钛合金棒材；

步骤2、将钛合金铸锭放入密闭的管式置氢加热炉中，在真空环境下，通入氢气进行固态置氢处理，得到置氢钛合金铸锭；

步骤3、将置氢钛合金铸锭放进热处理炉进行固溶处理；

步骤4、将固溶处理后的钛合金铸锭进行预设变形量的热拉拔工艺，拉拔完炉冷，获得钛合金丝材；以及

步骤5、将热拉拔完的钛合金丝材进行时效处理，获得用于增材制造的含氢钛合金丝材。

优选地，所述步骤1中，将钛合金铸锭均匀化加热处理，包括：

在980-990℃温度环境下，均匀化加热钛合金铸锭，保温4-8h。

优选地，所述步骤2中，固态置氢处理的操作具体包括：

将放置有钛合金铸锭的管式置氢加热炉内腔抽真空至1.5*10^-3Pa，以10-20℃/min的速度加热至700℃-800℃，保温10-30min；

然后，根据钛合金铸锭的重量百分比充入0.45％～0.8％的氢气；保温2h，然后以5～15℃/min冷却至室温，即得到含氢钛合金铸锭。

优选地，所示步骤3的固溶处理，包括：

将含氢钛合金铸锭放进热处理炉内，以10-20℃/min的速度加热至T_β+10℃，保温20min～40min，然后淬火；T_β为钛合金丝材在β相变温度；

优选地，所示步骤4的具体处理包括以下过程：

将固溶后钛合金铸锭放入热处理炉并控制在预设的拉拔温度区间内保温；保温时间以钛合金铸锭的长度以及0.6min/mm～1.0min/mm计算确定；