[發明專利]基于爆炸焊和激光增材制造的鈦/鎳合金部件及制備方法

有效

• 申請號: 202010105809.6
• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN111215855B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 劉彥濤;張永忠;葉章根;梁博
• 申請（專利權）人: 有研工程技術研究院有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B23K20/08;B23K26/14;B23K26/70;B08B3/12;B24B27/033;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y70/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

1.一種基于爆炸焊和激光增材制造的鈦/鎳合金部件的制備方法，其特征在于，所述鈦/鎳合金部件包括連接的爆炸焊接部件和激光增材制造部件，所述爆炸焊接部件為鈦/鋼復合板或鈦/鎳復合板，所述激光增材制造部件材質為鈦合金或鎳基合金；

制備方法包括如下步驟：

1）打磨鋼板或鎳板表面去除污物和氧化膜，在鋼板或鎳板上預設鈦板，將炸藥布置在鈦板上面，通過雷管引爆，得到鈦/鋼或鈦/鎳復合板；所述鈦板、鋼板和鎳板厚度分別為1～3 mm，預設距離為4-6 mm；炸藥為硝酸銨，爆轟速度為 1500-3000m/s，炸藥量為1.0-2.0 g/cm^-2；

2）對復合板表面進行清理，去除氧化層及其他雜質，并使用激光增材制造專用工裝進行固定；

3）根據所需部件形狀分別對復合板兩側進行建模，分別以復合板兩側為基體，依次采用激光增材制造的方法，得到成形部件；

4）將成形部件連同工裝放入退火爐退火，得到鈦/鎳合金部件。

2.根據權利要求1所述一種基于爆炸焊和激光增材制造的鈦/鎳合金部件的制備方法，其特征在于，所述鈦/鎳合金部件的抗拉強度為250-400 MPa，爆炸焊接部件和激光增材制造部件的界面結合強度≥二者界面材料中強度較小的一個；

所述鈦/鎳合金部件的界面無缺陷，性能良好。

3.根據權利要求1所述一種基于爆炸焊和激光增材制造的鈦/鎳合金部件的制備方法，其特征在于，所述激光增材制造的具體步驟為：在氬氣氣氛保護下，以復合板鈦板一側為基體進行鈦合金部件的成形；在空氣氣氛下，以復合板鎳板或鋼板一側為基體進行鎳基合金部件的成形。

4.根據權利要求3所述一種基于爆炸焊和激光增材制造的鈦/鎳合金部件的制備方法，其特征在于，所述激光增材制造的工藝參數為：激光功率：1000W～2000W，成形速率：3～10mm/s，層高：0.3～1.0mm，氣體流量：4～6L/min；

鈦合金部件原料為鈦合金粉末，粒度為-90～+325目，送粉量3～4g/min，所述氬氣氣氛中氧含量≤100ppm；

鎳基合金部件原料為鎳基合金粉末，粒度為-90～+325目，送粉量5～10g/min。

5.根據權利要求1所述一種基于爆炸焊和激光增材制造的鈦/鎳合金部件的制備方法，其特征在于，所述步驟2）中，清理步驟為：采用W14號金相砂紙研磨復合板兩側，然后將復合板放入99%酒精中超聲清洗5分鐘。

6.根據權利要求1所述一種基于爆炸焊和激光增材制造的鈦/鎳合金部件的制備方法，其特征在于，所述步驟2）中，所述工裝具有旋轉定位和防止變形作用。

7.根據權利要求1所述一種基于爆炸焊和激光增材制造的鈦/鎳合金部件的制備方法，其特征在于，所述步驟4）中，退火爐為箱式電阻爐，控溫精度±0.1℃，退火溫度為500～600℃，退火時間為2h，空氣冷卻至室溫。