[發明專利]一種TiC-Co復合材料構件的激光成形方法

在審

• 申請號: 201510895364.5
• 申請日: 2015-12-08
• 公開（公告）號: CN105458258A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 婁德元;陳列;朱思雄;張駱;楊奇彪;P·貝內特;劉頓
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 汪俊鋒

1.一種TiC-Co復合材料構件的激光成形方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）原料配方與預處理

原料配方為：石墨5.56~7.46wt.%，Ti23.44~30.78wt.%，混合稀土0.55~0.64wt.%，Co余量，原料采用粉體形式，金屬粉末和石墨粉顆粒尺寸60~200微米；將金屬Ti粉、稀土粉末一起球磨0.4~7小時；

（2）送粉與混料

采用多料斗螺旋送粉混合系統送粉和及時混合，所述多料斗螺旋送粉和混合系統由三個送粉器分別通過送粉管與一個共同的激光頭組成，將Ti粉、稀土粉末放入第1個料斗中，石墨粉置于第2個料斗中，Co粉置于第3個料斗中；3個送粉器同時送粉，并通過調節螺桿轉速控制粉料的比例；

（3）激光成形

激光成形的激光頭采用3管同軸不連續噴嘴，實現對激光熔池的環抱粉體噴射，使激光熔池各成分均勻分布；將設計部件的數字圖形利用分層軟件進行切片，并建立激光掃描路徑及其層間連接配合，設置每層厚度為0.04~0.6mm，然后在四軸數字加工機床上分層進行激光成形；控制送粉成分和激光掃描路線，使得局部生成的增強相TiC的比例成梯度變化，即構件外層為耐磨的TiC-Co復合材料，內部為金屬基體材料，并最終使用的原料符合步驟（1）的比例要求。

2.根據權利要求1所述的激光成形方法，其特征在于，步驟（3）中，采用光纖/CO₂激光器，輸出功率100~3000W,光斑直徑0.2~4mm，搭接率10~80%，激光頭Ar氣流量0.2~13L/min，送粉器Ar氣流量0.2~12L/min，激光頭掃描速度3~125mm/s。

3.根據權利要求1所述的激光成形方法，其特征在于，所述送粉器由料斗、螺桿和流化器組成，所述螺桿由直流步進電機推動。