[發明專利]原位自生微納TiC增強鈦基復合材料的增材制造方法

有效

• 申請號: 202010014719.6
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111069614B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 譚華;王永霞;林鑫;黃衛東
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B22F9/04
• 分類號: B22F9/04;B22F1/12;B22F3/105;C22C14/00;B33Y70/10
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 馬小燕

1.原位自生微納TiC增強鈦基復合材料的增材制造方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、粉末制備工藝：將鈦粉末或鈦合金粉末與無定形納米碳粉末加入到無水乙醇中進行混合，然后放置于球磨機中進行球磨處理，經一次干燥得到球磨粉末，再向球磨粉末中噴入氣溶膠攪拌均勻，經二次干燥后得到復合粉末；所述鈦粉末或鈦合金粉末的尺寸為15μm～200μm；所述無定形納米碳粉末的平均尺寸小于100nm；

步驟二、以步驟一中得到的復合粉末為原料，采用激光增材制造方法，先將基材固定在工作臺上，然后使激光光斑在基材的XY水平面內移動完成一層掃描，得到單層實體片層，重復該掃描工藝直至多個單層實體片層逐層堆積，形成原位自生微納TiC增強鈦基復合材料。

2.根據權利要求1所述的原位自生微納TiC增強鈦基復合材料的增材制造方法，其特征在于，步驟一中所述無定形納米碳粉末的加入量為鈦粉末或鈦合金粉末與無定形納米碳粉末總質量的0.3％～5％。

3.根據權利要求1所述的原位自生微納TiC增強鈦基復合材料的增材制造方法，其特征在于，步驟一中所述無水乙醇的加入體積與鈦粉末和無定形納米碳粉末的總質量之比、以及與鈦合金粉末和無定形納米碳粉末的總質量之比均為(0.25～0.75)：1，其中，體積的單位為mL，質量的單位為g。

4.根據權利要求1所述的原位自生微納TiC增強鈦基復合材料的增材制造方法，其特征在于，步驟一中所述球磨處理采用的轉速為100r/min～300r/min，球料比為1:(1.5～3)，時間為2h～5h。

5.根據權利要求1所述的原位自生微納TiC增強鈦基復合材料的增材制造方法，其特征在于，步驟一中所述一次干燥的溫度為60℃～100℃，時間為3h～6h。

6.根據權利要求1所述的原位自生微納TiC增強鈦基復合材料的增材制造方法，其特征在于，步驟一中所述氣溶膠為體積分數2.7％的聚乙烯醇氣溶膠，所述氣溶膠的加入量為球磨粉末質量的1％～3％。

7.根據權利要求1所述的原位自生微納TiC增強鈦基復合材料的增材制造方法，其特征在于，步驟一中所述二次干燥在真空干燥箱中進行，二次干燥的溫度為100℃～120℃，時間為1h～3h。

8.根據權利要求1所述的原位自生微納TiC增強鈦基復合材料的增材制造方法，其特征在于，步驟二所述激光增材制造方法為脈沖激光成形法或選區激光熔化法。

9.根據權利要求1所述的原位自生微納TiC增強鈦基復合材料的增材制造方法，其特征在于，步驟二中所述激光增材制造方法過程中通入高純氬氣使制造過程中的氧含量降至500ppm以下。