[發明專利]一種激光近凈成形增材制造均質復合材料的方法

在審

• 申請號: 202010835287.5
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN111906309A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 張曉偉;劉國政;劉洪喜;蔣業華
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y10/00;B33Y70/10
• 代理公司: 天津煜博知識產權代理事務所(普通合伙) 12246
• 代理人: 朱維

1.一種激光近凈成形增材制造均質復合材料的方法，其特征在于，具體步驟如下：

(1)建立均質復合材料三維數據模型，對三維數據模型進行切片分層，并規劃激光掃描路徑；

(2)將鈦材粉、氮化物陶瓷粉末進行球磨混勻得到混合粉，將混合粉置于激光近凈成形設備的送粉器中，通過分粉器并經環形激光同軸送粉噴頭送出，同時激光近凈成形設備根據激光掃描路徑進行掃描混合粉，混合粉經快速熔化和快速凝固過程形成均質復合材料；或將鈦材粉、氮化物陶瓷粉末分別置于激光近凈成形設備的兩個送粉器中，兩個送粉器同步輸送鈦材粉、氮化物陶瓷粉末至混粉器內混合均勻得到混合粉，混合粉通過分粉器并經環形激光同軸送粉噴頭送出，同時激光近凈成形設備根據激光掃描路徑進行掃描混合粉，混合粉經快速熔化和快速凝固過程形成均質復合材料。

2.根據權利要求1所述激光近凈成形增材制造均質復合材料的方法，其特征在于：步驟(2)鈦材粉粒徑為50-200μm，陶瓷粉末粒徑為20～100μm。

3.根據權利要求1或2所述激光近凈成形增材制造均質復合材料的方法，其特征在于：步驟(2)鈦材粉為Ti或Ti6Al4V，陶瓷粉末為AlN粉、BN粉或Si₃N₄粉。

4.根據權利要求3所述激光近凈成形增材制造均質復合材料的方法，其特征在于：鈦材粉與AlN粉的摩爾比值不小于2，鈦材粉與BN粉的摩爾比值不小于4，鈦材粉與Si₃N₄粉的摩爾比值不小于9。

5.根據權利要求1所述激光近凈成形增材制造均質復合材料的方法，其特征在于：步驟(2)激光波長為10.6μm，激光功率為2.0～10.0kW，激光掃描速度為200～1500mm/min，光斑尺寸為0.5-6mm；搭接率5-30％，保護氣氛為氮氣、氬氣和氦氣中的一種或兩種。

6.根據權利要求5所述激光近凈成形增材制造均質復合材料的方法，其特征在于：保護氣氛的流量為16～20L/h。

7.根據權利要求1所述激光近凈成形增材制造均質復合材料的方法，其特征在于：步驟(2)送粉器為載氣式送粉器。