[發(fā)明專利]一種碳元素原位強化的梯度鈦合金TIG電弧增材制造方法

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• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110293284A
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃健康;劉玉龍;余淑榮;楊濤;潘偉;陳會子;管志忱;樊丁
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭州理工大學;劉玉龍
• 主分類號: B23K9/167
• 分類號: B23K9/167;B33Y10/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種碳元素原位強化的鈦合金TIG電弧增材制造方法，其特征在于，所述方法包括：控制中心4與送絲機構(gòu)1、可控工臺5、氣體配比器8、TIG焊機9相連接，二氧化碳氣瓶6、氬氣瓶7與氣體配比器8連接后輸出至TIG焊槍10；送絲機構(gòu)1經(jīng)送絲臂2和送絲嘴3后將焊絲送至待加工鈦合金基板上方。

2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的碳元素原位強化的梯度鈦合金TIG電弧增材制造方法，其特征在于：所述送絲機構(gòu)將所述焊絲送至TIG焊槍正下方，焊絲在TIG電弧熱源作用下呈熔融態(tài)；所述二氧化碳在TIG電弧作用下在氬氣氛圍中運動至熔池附近，其在熔池流動過程中進入熔池并附著于熔池的表面，在增材制造過程中隨著TIG電弧熱源的定向移動，帶動熔池內(nèi)部熔融態(tài)鈦合金的流動，二氧化碳進入熔池內(nèi)部與熔融態(tài)的鈦在原位發(fā)生反應(yīng)生成碳化鈦增強相，分布于成形的鈦合金材料中，實現(xiàn)對材料制備過程中的強化。

3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的碳元素原位強化的梯度鈦合金TIG電弧增材制造方法，其特征在于：所述可控工臺用于放置表面處理干凈的待加工鈦合金基板，并由所述控制中心Mach3系統(tǒng)，控制x、y、z軸伺服電機帶動傳動裝置，實現(xiàn)可控工臺空間位置的移動，移動速度為90-300mm/min。

4.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的碳元素原位強化的梯度鈦合金TIG電弧增材制造方法，其特征在于：TIG焊機產(chǎn)生TIG電弧，通過控制中心調(diào)節(jié)制造過程中TIG焊機電流為60-200A。

5.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的碳元素原位強化的梯度鈦合金TIG電弧增材制造方法，其特征在于：所述的送絲機構(gòu)將焊絲送出，且送出角度與水平基板成30°角，絲高為0。

6.根據(jù)權(quán)利要求書5所述的碳元素原位強化的梯度鈦合金TIG電弧增材制造方法，其特征在于：通過所述控制中心調(diào)節(jié)所述送絲機構(gòu)送絲速度為90-300cm/min。

7.根據(jù)權(quán)利要求書5所述的碳元素原位強化的梯度鈦合金TIG電弧增材制造方法，其特征在于：所述焊絲為鈦合金焊絲。

8.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的碳元素原位強化的梯度鈦合金TIG電弧增材制造方法，其特征在于：所述二氧化碳氣瓶和氬氣瓶，用于向過程中輸入反應(yīng)氣體二氧化碳和保護氣體氬氣，其中二氧化碳與熔融態(tài)鈦合金反應(yīng)生成碳化鈦增強相，氬氣對反應(yīng)過程進行保護。

9.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的碳元素原位強化的梯度鈦合金TIG電弧增材制造方法，其特征在于：通過所述控制中心控制所述氣體配比器，用于將輸送來的二氧化碳與氬氣進行配比，從而實現(xiàn)不同的鈦合金強化效果。

10.根據(jù)權(quán)利要求書9所述的碳元素原位強化的梯度鈦合金TIG電弧增材制造方法，其特征在于：所述氣體配比器調(diào)節(jié)總的氣體流量為10L/min，其中二氧化碳氣流量為0-2L/min，其余氣體均為氬氣。