[發明專利]低成本的鈦合金間接增材制造方法

在審

• 申請號: 202010188744.6
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111347048A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 蘇勇君;唐迎春;李正平
• 申請（專利權）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: 杭州堅果知識產權代理事務所(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/或摻雜不規則形狀的鈦或鈦合金粉末與粘結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，粘結劑的加入量占混粉總體積的25~45%，粘結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的塑料3D打印機上，3D打印機根據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，去掉部分粘結劑；

熱脫脂：對溶劑脫脂的生坯進行烘干，再放入脫脂燒結干餾爐中，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劑；

S5燒結：將完成兩步脫脂、已去除粘結劑的生坯，通過高溫無壓燒結法，固結鈦合金生坯，經冷卻至室溫后，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。

5.如權利要求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。