[發明專利]大尺寸鈦鋁基合金的激光立體成形方法

有效

• 申請號: 201310395267.0
• 申請日: 2013-09-03
• 公開（公告）號: CN103495729A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 吳復堯;劉黎明;羅世敏;許沂;宋劍;戴峰
• 申請（專利權）人: 航天特種材料及工藝技術研究所
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理事務所(普通合伙) 11200
• 代理人: 余長江

1.一種大尺寸鈦鋁基合金的激光立體成形方法，其步驟包括：

1）利用三維建模軟件建立建立鈦鋁基合金的三維模型，并采用剖分軟件對該三維模型進行剖分，根據剖分結果編制熔覆控制程序并載入數控系統；

2）通過數控系統控制送粉噴嘴的掃描速度為100-200m/h，將送粉系統的送粉速度設定為5-8g/min，熔覆控制程序中每層的剖分高度設定為0.1-0.2mm，在基板上熔覆5-10層，形成基礎熔覆層；

3）將送粉噴嘴的掃描速度調整為200-300m/h，送粉系統的送粉速度調整為6-10g/min，熔覆控制程序中每層的剖分高度調整為0.4-0.6mm，在所述基礎熔覆層上進行均勻穩定的成形，直至成形過程結束。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于：所述基板的材料為鈦合金。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于：所述基板的材料為TC4，厚度為5-10mm。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于：進行步驟1）和步驟2）所述熔覆的成形室內的氧含量低于50ppm。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于：首先在成形室內充入氬氣以排除空氣，氬氣流量10-15L/min，當成型室內的氧含量約在1000ppm時，開啟凈化系統使氧含量低于50ppm。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于：所述送粉系統采用的鈦鋁基合金粉末采用等離子旋轉電極法生產，粒度約100-200目。

7.如權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟2）形成所述基礎熔覆層時，設定激光功率參數為700-1000W，步驟3）進行所述均勻穩定的成形時，設定激光功率參數為2000-2500W。

8.一種大尺寸鈦鋁基合金的激光立體成形裝置，其特征在于，包括激光器、送粉系統、數控系統、反射聚焦鏡、送粉噴嘴、基板、機床臺面、成形室、凈化系統和水冷系統；其中反射聚焦鏡、送粉噴嘴、基板和機床臺面置于成形室內，基板固定于機床臺面上；所述激光器用于產生激光束，所述反射鏡用于將產生的激光束聚焦并照射在基板上形成金屬熔池，所述送粉系統用于將鈦鋁基合金粉末經過送粉噴嘴匯聚于所述金屬熔池中，所述數控系統用于控制所述送粉噴嘴和所述機床臺面的運動，所述凈化系統用于降低成形室內的氧含量，所述水冷系統用于給激光器和機床臺面進行冷卻。

9.如權利要求8所述的裝置，其特征在于：所述基板的材料為TC4，厚度為5-10mm。

10.如權利要求8所述的裝置，其特征在于：所述激光器采用4KW二氧化碳快軸流激光器。