[發(fā)明專利]低成本的鈦合金間接增材制造方法

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• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111347048A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇勇君;唐迎春;李正平
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇勇君
• 主分類號: B22F3/22
• 分類號: B22F3/22;B22F3/10;B22F1/00;B33Y10/00;B33Y70/10
• 代理公司: 杭州堅果知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 33366
• 代理人: 付建中

1.一種低成本的鈦合金間接增材制造方法，其特征是，包括如下步驟：

S1. 混粉：將球形粉末和/或摻雜不規(guī)則形狀的鈦或鈦合金粉末與粘結(jié)劑進行充分混合攪拌且加溫，粉末中含有混粉總重量0.2~1.8%的釔元素，粘結(jié)劑的加入量占混粉總體積的25~45%，粘結(jié)劑由下列重量份的原料制成：聚乙烯高分子45~55份，石蠟45~55份，硬脂酸4~5份；

S2. 造粒、造絲：待混合攪拌的粉體冷卻后，通過造粒機或破碎機制備成粒狀喂料，然后使用注射成形機或造絲機，將粒狀喂料加工成用于間接增材制造的鈦合金絲材；

S3. 絲材打印：將鈦合金絲材裝載到常規(guī)的塑料3D打印機上，3D打印機根據(jù)計算機中三維建模程序，打印出鈦合金生坯；

S4. 溶劑脫脂：將生坯放入溶劑脫脂設(shè)備或容器中，在一定流速的強非極性溶劑中，進行溶劑脫脂，去掉部分粘結(jié)劑；

熱脫脂：對溶劑脫脂的生坯進行烘干，再放入脫脂燒結(jié)干餾爐中，在一定流速的氬氣中，緩慢加熱，通過熱脫脂的方法去掉余下的粘結(jié)劑；

S5燒結(jié)：將完成兩步脫脂、已去除粘結(jié)劑的生坯，通過高溫無壓燒結(jié)法，固結(jié)鈦合金生坯，經(jīng)冷卻至室溫后，獲得高度致密的鈦合金間接打印成品。

2.如權(quán)利要求1所述的一種低成本的鈦合金間接增材制造方法，其特征是，所述步驟S1中，所述球形粉末和/或摻雜不規(guī)則形狀的鈦或鈦合金粉末包括：等離子霧化粉末、電子束霧化粉末、氣霧化粉末、旋轉(zhuǎn)電極制粉、氫化脫氫粉末、氫化粉末和/或機械研磨制粉。

3.如權(quán)利要求1所述的一種低成本的鈦合金間接增材制造方法，其特征是，所述步驟S1中，鈦或鈦合金粉末自身含有釔元素，或者，混粉時添加釔元素粉末、含釔元素的中間合金粉末和/或釔化物陶瓷粉末。

4.如權(quán)利要求3所述的一種低成本的鈦合金間接增材制造方法，其特征是，所述混粉時添加的釔元素粉末、含釔元素的中間合金粉末或釔化物陶瓷粉末其最大粒徑在15~63μm范圍內(nèi)。

5.如權(quán)利要求1-4任一項所述的一種低成本的鈦合金間接增材制造方法，其特征是，所述步驟S1中，混粉時的溫度110~170°C，攪拌時間2~6h；所述步驟S2中，注射成形機或造絲機的注射嘴溫度為110~150℃；所述步驟S3中，塑料3D打印機的打印嘴的溫度范圍為110~170℃。

6. 如權(quán)利要求1-4任一項所述的一種低成本的鈦合金間接增材制造方法，其特征是，所述步驟S4中， 所述的強非極性溶劑脫脂，包括將打印的生坯浸入己烷溶液中，控制己烷的溫度為40~60℃，流速為0~20cm/s，保持5~20h；烘干的時間為30~90min，然后放入所述的脫脂燒結(jié)干餾爐，在氬氣沖刷下緩慢升溫至550~680℃，氬氣流速為100~200L/h。

7.如權(quán)利要求1所述的一種低成本的鈦合金間接增材制造方法，其特征是，所述步驟S3中，對打印生坯進行致密化冷等靜壓處理和表面修整處理；所述步驟S5中，在910℃和120MPa條件下熱等靜壓、氣等壓鍛造(GIF)或噴丸表面處理。