[發明專利]一種用于3D打印的TiAl合金絲及其制備方法

有效

• 申請號: 201611215809.1
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106636706B
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 張樹玲;陳玉勇;張樹志;陳煒曄;于永川;耿桂宏
• 申請（專利權）人: 寧夏大學
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;B22D11/06
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳開磊

本發明提供了一種用于3D打印的TiAl合金絲及其制備方法，涉及3D打印以及材料制備技術領域。用于3D打印的TiAl合金絲的制備方法，包括配料熔煉、加熱熔化、噴射幾個步驟。該制備方法是一種新的生產方法，能夠制得TiAl合金絲，實現TiAl合金絲制備的工業化生產，步驟簡單，操作方便。制得的TiAl合金絲表面形貌光潔，尺寸滿足工業要求，能夠應用于3D打印技術領域。

技術領域

本發明涉及3D打印以及材料制備技術領域，具體而言，涉及一種用于3D打印的TiAl合金絲及其制備方法。

背景技術

3D增才制造是當前近凈、一次成型的先進技術，廣泛用于航空航天等結構件的制備中，特別適用于制備以Ti合金、TiAl合金等為原料的產品。而TiAl合金是一種高溫高強結構材料，具有高的比強度和比模量，以及優異的高溫抗氧化和抗蠕變能力，但是TiAl合金制備加工困難，由此，限制了TiAl合金的發展和工程化應用。

具體而言，3D增才制造所需的材料形態一般分為兩種：一種是球形粉末，另外一種是連續纖維絲?，F有技術中，制備TiAl合金球形粉末時一般采用霧化法制備，這已經在TiAl合金3D增才制造領域中得到一定的研究和發展，但是TiAl合金球形粉末的制備仍然存在制備成本高、雜質含量高的問題。而在制備TiAl連續纖維絲的過程中，又因為TiAl合金變形抗力大，脆性大，而導致難以利用傳統的抽絲工藝來制備TiAl合金絲材。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于3D打印的TiAl合金絲的制備方法，此制備方法是一種新的生產方法，能夠制得TiAl合金絲，實現TiAl合金絲制備的工業化生產，步驟簡單，操作方便。

本發明的另一目的在于提供一種用于3D打印的TiAl合金絲，該合金絲表面形貌光潔，尺寸滿足工業要求，能夠應用于3D打印技術領域。

本發明解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的：

一種用于3D打印的TiAl合金絲的制備方法，包括以下步驟：

根據目標TiAl合金絲成分配比，將原料混合熔煉，得到TiAl合金，其中，原料包括海綿鈦、鋁、Al-Nb中間合金、Al-V中間合金、Al-W中間合金和Al-Mo中間合金；

將TiAl合金切割后，在保護氣體環境下，利用水冷銅坩堝加熱TiAl合金，并利用氧化鋯棒不斷推進TiAl合金，使TiAl合金依次熔化，保持熔化的TiAl合金熔體溫度高于TiAl合金的熔點50～200℃，保溫3～5min；

保持輥輪轉速為2600～3200r/min，按照TiAl合金熔體3～10mm/min的推進速度，將TiAl合金熔體噴射在輥輪上，得到目標TiAl合金絲。

優選地，在本發明較佳實施例中，輥輪為銅合金輥輪或鉬合金輥輪。

優選地，在本發明較佳實施例中，將TiAl合金切割時，是利用電火花線將TiAl合金切割成長度為8～12cm、直徑為8～9mm的TiAl合金柱；

將TiAl合金切割后，利用水冷銅坩堝加熱TiAl合金之前，還包括對TiAl合金柱進行砂紙打磨、超聲波清洗以及干燥。

優選地，在本發明較佳實施例中，保護氣體選自氮氣、氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣、氡氣中的一種或多種，優選氬氣。

優選地，在本發明較佳實施例中，保護氣體的純度在99.5％以上，保護氣體的環境壓力為0.5～1atm。

優選地，在本發明較佳實施例中，保護氣體環境是通過以下方式得到：對熔體設備的腔體進行抽真空，然后充入保護氣體，重復操作3～5次。

優選地，在本發明較佳實施例中，原料的純度均在99.9％以上。