[發明專利]一種鈦合金激光增材修復與表面滲氮復合處理工藝

有效

• 申請號: 202011536999.3
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112548103B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 李聰;肖斌;謝盼;陳薦;邱瑋;李微;何建軍
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: B22F7/06
• 分類號: B22F7/06;B22F10/28;B22F10/62;B22F10/64;C23C8/24;C23C8/80;B33Y10/00;B33Y40/20;B33Y70/00
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 胡昌國

1.一種鈦合金激光增材修復與表面滲氮復合處理工藝，其特征在于包括以下步驟：

步驟一：對鈦合金零件表面進行前處理，包括待修復區機械加工、清潔、噴砂及烘干；

步驟二：采用熱成像儀對激光增材制造過程中熔池進行監測，獲得熔池形貌及溫度變化信息，計算出熔池長軸平均值a與短軸平均值b，并計算出熔池邊界的平均冷卻速率ξ；

步驟三：根據1.5≤a/b≤2.2，且7.0×10³℃/s≤ξ≤8.3×10⁴℃/s原則對工藝參數進行優化，獲得優化的增材修復工藝窗口：激光功率為1300-1500W，掃描速度為13mm/s，光斑直徑為3.5～4mm，送粉量為25-30g/min，搭接量50%，高度方向增量Z為0.3毫米/層；

步驟四：采用優化工藝參數對鈦合金進行修復，并對修復后鈦合金表面進行機械加工、拋光、噴砂及清洗，恢復鈦合金尺寸及精度；修復材料為鈦合金粉末、純鋯粉及純鋁粉的混合粉末，混合粉末的質量分數為98%的鈦合金粉末，1.5%的純鉻粉與0.5%的純鋁粉；

步驟五：將修復鈦合金放在氮化爐中進行滲氮處理：氮氣壓力為200-500Pa，氮化溫度為540-650℃，氮化時間為3-8小時，占空比為80；電壓為-500V；

步驟六：鈦合金修復與改性的后續處理：退火溫度450℃，退火時間1h。

2.根據權利要求1所述的一種鈦合金激光增材修復與表面滲氮復合處理工藝，其特征在于：在步驟二中，熱成像儀發射率設置為1.0，單個數據采集時間為1.5ms。

3.根據權利要求1所述的一種鈦合金激光增材修復與表面滲氮復合處理工藝，其特征在于：在步驟五中，加熱的條件為：當氮化爐內真空室的真空度小于1×10^-4 Pa時，通入氮氣。

4.根據權利要求1所述的一種鈦合金激光增材修復與表面滲氮復合處理工藝，其特征在于：所述的鈦合金，包括α鈦合金、α+β鈦合金及β鈦合金。