[发明专利]一种基于激光选区熔化技术的Ti/Al异种合金的成形方法

摘要

本发明公开了一种基于激光选区熔化技术的Ti/Al异种合金的成形方法。对铝合金和钛合金粉末进行烘干及预筛处理；再进行程序文件和SLM设备的准备；然后通过激光选区熔化技术首先成形底部钛合金部分，成形结束后SLM设备供粉舱的钛合金粉末更换为铝合金粉末后继续通过激光选区熔化技术在钛合金基体上成形上部铝合金部分；最终使用线切割设备将零件从基板上切下即可；激光选区熔化技术可以直接成形复杂零件，缩短生产周期，提高成形效率，对于航空航天领域具有很大的生产应用价值；另外，采用激光选区熔化技术，冷却速率可达106数量级，熔池急速凝固，极大的提高了铝在钛合金中的固溶度，克服了成分偏析现象并达到细晶强化的效果。

主权项

1.一种基于激光选区熔化技术的Ti/Al异种合金的成形方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：/n步骤1，对钛合金和铝合金粉末进行烘干及预筛处理；预筛处理后两种合金粉末的粒径在10-54μm之间；/n步骤2，成形前，程序文件和SLM设备的准备；/n步骤2.1，程序文件的准备；/n首先在计算机上利用三维造型软件设计出所需零件的整体三维实体模型，按照设计要求将整体实体模型分割为底部钛合金模型和上部铝合金模型两个模型，保证底部模型的顶层切片形状大小与上部模型的底层切片一致；然后通过切片软件对两个三维实体模型进行切片分层，得到各截面的轮廓数据与填充扫描路径的参数，保存此程序文件，最后将上下两部分零件的程序文件导入SLM设备中；/n步骤2.2，SLM设备的第一次准备；/n选择钛合金基板，将基板固定在SLM设备中的可升降的工作台上，随后对SLM设备进行调平，然后取步骤1的已烘干及预筛处理的钛合金粉末薄而均匀的铺放在送粉平台，最后对SLM设备抽真空并充入氩气进行气氛保护；/n步骤3，激光选区熔化技术制备底部钛合金成形部分；/n随着氩气充入SLM设备，氧气体积含量不大于0.1％时，SLM设备开始选区熔化制备底部钛合金的成形部分，选区熔化完每层步骤2.2铺设的成形材料，工作平台降低一个层厚，再在工作平台上铺平成形材料，继续选区熔化，循环选区熔化至逐步堆积成钛合金底部成形部分；/n步骤4，SLM设备的第二次准备；/n底部钛合金部分成形结束后清理回收舱和供粉舱的钛合金粉末，然后取步骤1的已烘干及预筛处理的铝合金粉末薄而均匀的铺放在送粉平台，最后对SLM设备抽真空并充入氩气进行气氛保护；/n步骤5，激光选区熔化技术制备上部铝合金成形部分；/n随着氩气充入SLM设备，氧气体积含量不大于0.1％时，开始制备上部铝合金的成形部分；所述专用的激光选区熔化的工艺参数为：基板预热温度为：80-200℃，激光光斑直径为：45-100μm，层厚为20-60μm，激光功率为200-400W，扫描速度为600-1400mm/s，扫描间距为50-200μm,扫描方向与上一层扫描方向顺时针旋转30-90°，每层粉末需要激光扫描两次；前三层铝合金成形后，继续选区熔化，循环选区熔化至逐步堆积成铝合金上部成形部分；/n步骤6，获得零件；/n成形结束后，收集回收舱、成形舱及供粉舱并将基板取下，使用线切割设备将零件从基板切下，获得零件。/n