[發明專利]一種鈦合金CMT—熱處理復合增材制造方法

在審

• 申請號: 201810617196.7
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN110605456A
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 胡繩蓀;勾健;申俊琦;田銀寶
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B23K9/04
• 分類號: B23K9/04;C22F1/18
• 代理公司: 12214 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 王秀奎

本發明公開一種鈦合金CMT—熱處理復合增材制造方法，采用CMT程序進行鈦合金電弧制造，并對CMT鈦合金增材制造后的鈦合金沉積零件，進行熱處理。熱處理后鈦合金的顯微組織明顯改善。在900℃4h條件下，α相明顯長大，馬氏體分解為片狀α+β相，硬度升高。在1200℃2h條件下，更粗大的α+β相促進試樣的延展率。

技術領域

本發明屬于增材制造技術領域，更加具體地說，利用冷金屬過渡(cold metaltransfer,CMT)進行鈦合金CMT沉積零件增材制造，并采用熱處理手段提高鈦合金沉積零件的性能。

背景技術

隨著對降低鈦合金部件制造成本的持續需求，越來越多的研究轉向非傳統制造方法，如增材制造。電弧增材制造技術是眾多增材制造實現方法中的一種，其成形熱源為電弧。相較于其他的金屬增材制造技術，電弧增材制造雖然在精度等方面仍有些劣勢，但設備簡單、生產效率高、成形零件組織致密且力學性能好的優點符合大多數工業場合的需求。采用CMT的增材制造模式可以使鈦合金得到更廣泛的應用。通過熱處理工藝改善鈦合金綜合性能，研究其組織和性能，具有重要的實際意義。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種鈦合金CMT—熱處理復合增材制造方法，采用CMT電弧增材制造鈦合金構件同時，提供改善鈦合金性能的熱處理方式。

本發明的技術目的通過下述技術方案予以實現：

一種鈦合金CMT—熱處理復合增材制造方法，采用CMT程序進行鈦合金進行增材制造，再對CMT鈦合金增材制造后的鈦合金沉積零件進行熱處理如下：

(1)自室溫20—25℃以每分鐘1—5攝氏度的升溫速度升溫至900±5℃，在空氣氣氛中保溫1—5小時，然后以每分鐘1—2攝氏度的降溫速度降至室溫20—25℃；

(2)自室溫20—25℃以每分鐘1—5攝氏度的升溫速度升溫至1200±5℃，在空氣氣氛中保溫1—5小時，然后以每分鐘1—2攝氏度的降溫速度降至室溫20—25℃。

在第一種熱處理情況時，熱處理后鈦合金的顯微組織明顯改善，α相明顯長大，馬氏體分解為片狀α+β相，以使鈦合金增材制造構件的硬度升高。

在第二中熱處理情況時，熱處理后鈦合金的顯微組織明顯改善，更粗大的α+β相促進鈦合金增材制造構件延展率的提升。

在上述技術方案中，CMT冷金屬過渡焊采用鈦合金CMT程序，峰值電流：130A-140A，平均電壓：13V-15V，送絲速度為6-8m/min，焊槍總體行走速度為0.3—0.5m/min，氣體流量為10—20L/min。

在上述技術方案中，CMT冷金屬過渡焊采用鈦合金CMT程序，峰值電流：135A-140A，平均電壓：14V-15V，送絲速度為6-7m/min，焊槍總體行走速度為0.3—0.4m/min，氣體流量為15—20L/min。

在上述技術方案中，采用多層單道的方式重復進行CMT堆焊，構造鈦合金沉積零件。

在上述技術方案中，在進行熱處理如下：

(1)自室溫20—25℃以每分鐘3—5攝氏度的升溫速度升溫至900±5℃，在空氣氣氛中保溫2—4小時，然后以每分鐘1—2攝氏度的降溫速度降至室溫20—25℃；

(2)自室溫20—25℃以每分鐘3—5攝氏度的升溫速度升溫至1200±5℃，在空氣氣氛中保溫1—2小時，然后以每分鐘1—2攝氏度的降溫速度降至室溫20—25℃。