[發明專利]一種原位增強五模材料機械性能的激光增材制造成形方法

有效

• 申請號: 201910034811.6
• 申請日: 2019-01-15
• 公開（公告）號: CN109648081B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 宋波;張磊;劉瑞杰;史玉升
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y10/00;B33Y70/00;B22F1/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 孔娜;曹葆青

1.一種原位增強五模材料機械性能的激光增材制造成形方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(1)提供基體粉末材料，并在所述基體粉末材料的表面摻雜增強材料以得到預混合材料，進而對所述預混合材料進行篩分處理以得到混合材料；

(2)對待制造五模材料結構零件的三維模型進行打印方向的設計及分層切片處理，進而依據所述三維模型，采用所述混合材料進行激光選區熔化加工制造所述五模材料結構零件；其中，所述基體粉末材料與所述增強材料在激光的作用下發生原位反應以生成具有增強機械性能的新化合物，所述新化合物以空間均勻分布的形式位于所述基體粉末材料的顆粒邊界；

其中，所述激光的掃描層厚為0.05mm，掃描間距為0.12mm。

2.如權利要求1所述的原位增強五模材料機械性能的激光增材制造成形方法，其特征在于：步驟(2)后還包括采用噴丸處理或者電化學腐蝕的方法去除所述五模材料結構零件上的粘附粉末的步驟。

3.如權利要求1所述的原位增強五模材料機械性能的激光增材制造成形方法，其特征在于：經篩分處理得到的混合材料的粉末粒徑為20μm～50μm。

4.如權利要求1所述的原位增強五模材料機械性能的激光增材制造成形方法，其特征在于：步驟(2)中，將所述混合材料放置于激光選區熔化設備中，并對所述激光選區熔化設備的成形基板進行預熱處理，同時完成所述設備的加工箱的抽真空后才進行激光選區熔化加工制造。

5.如權利要求4所述的原位增強五模材料機械性能的激光增材制造成形方法，其特征在于：預熱處理采用的預熱溫度為0℃～200℃。

6.如權利要求5所述的原位增強五模材料機械性能的激光增材制造成形方法，其特征在于：所述預熱溫度為200℃。

7.如權利要求1-6任一項所述的原位增強五模材料機械性能的激光增材制造成形方法，其特征在于：所述基體粉末材料為Ti6Al4V，所述增強材料為TiB₂。

8.如權利要求7所述的原位增強五模材料機械性能的激光增材制造成形方法，其特征在于：采用的激光功率為280W～320W，掃描速度為700mm/s～900mm/s。

9.如權利要求1-6任一項所述的原位增強五模材料機械性能的激光增材制造成形方法，其特征在于：所述基體粉末材料為Ti6Al4V，所述增強材料為Ni。