[发明专利]一种钛合金零件的制备机及制备方法

说明书

一种钛合金零件的制备机及制备方法，其技术要点是：包括机体，机体下部为移动平台，移动平台上部设置有预制坯，预制坯上部设有热机械加工头，热机械加工头一侧设置有钛合金棒材料斗，钛合金棒材料斗和热机械加工头上部连接有移动导轨，移动导轨的上部设置有驱动钛合金棒材料斗和热加工机械头的驱动器；钛合金零件的制备方法是将钛合金棒材放入钛合金棒材料斗中，预制坯安装在移动平台上，在钛合金棒材的相互不接触的另一端施加直流电压，采用热机械加工头对铺覆到预制坯上的金属熔滴进行热机械加工处理，通过熔化钛合金棒材形成熔滴滴下后立刻进行热机械加工成形，就可以逐行逐层成形出钛合金零件；采用该技术方案制备的零件性能显著提升。

技术领域

本发明涉及金属成形技术领域，具体的说是一种钛合金零件的制备机及制备方法。

背景技术

目前常用的金属增材制造方法主要有采用激光、电子束等热源，以粉末、丝材等为原材料，通过送丝、送粉或铺粉的方法来成形钛合金等金属零件，例如选区激光熔化(SLM)、电子束选区熔化(SES)、电子束烧结成型原理图(EBF)等，为了实现钛合金的熔化，除了可以采用激光、电子束等方法熔化金属，还可以采用真空电弧自耗熔炼、电渣重熔、电子束熔炼、等离子熔炼、真空感应熔炼等方法，因此这些方法也可以用于金属的增材制造。

搅拌摩擦焊接（Friction Stir welding，简称FSW）技术是由英国焊接研究所(Thewelding Institute，简称TWI)于1991年发明的一项新型固相焊接技术。在搅拌摩擦焊焊接过程中，焊接工具-搅拌头旋转着插进被焊材料的结合处，利用搅拌头与被焊材料的摩擦热和塑性形变能，使焊接区材料热塑化，并且在搅拌头的旋转作用下从前部向后部转移过渡，通过焊接压力顶锻的作用形成固相连接接头。

目前现有的金属关键结构件往往采用铸造和锻造方法制造，对于制造大尺寸零件，往往需要大型锻造设备，同时，材料的利用率低，制造周期长，成本高，铸造方法制备零件能够近净成形，但是也牺牲了一些材料的强度和塑性，不适合制造关键结构件，与铸造和锻造等工艺方法不同，电子束、激光成形方法是一种增量成形方法，但现有的电子束、激光成形方法存在一些不足：一方面，激光、电子束快速成型的技术是近年来发展起来的一种新型成形技术，但其组织主要是金属熔化后沉积形成的单一铸态组织，不能根据不同的需求获得不同的组织状态，满足对性能的多种需求，还不能用于制造飞机框体、起落架和发动机的转子等关键部件；另一方面，电子束系统和激光系统的成本高昂，激光成形的国产设备成本需要200万元以上，进口设备需要700-800万元，且设备很大；同时，效率仍有待提高，目前电子束成型的最大效率为：3-5kg/h，而激光快速成型的效率为：0.3-0.5kg/h。除此之外，现有的方法用于制造钛合金或钛铝合金的零件时，采用粉末法，则制造的钛合金或钛铝合金结构件性能不足，采用熔丝的方法，则很难获得高温钛合金或钛铝合金的细丝。

发明内容

本发明的目的，就是解决以上技术中存在的问题，并为此提供一种钛合金零件的制备机及制备方法。

一种钛合金零件的制备机，包括机体，所述机体的下部为移动平台，移动平台的上部设置有预制坯，预制坯的上部设置有热机械加工头，热机械加工头的一侧设置有钛合金棒材料斗，钛合金棒材料斗和热机械加工头的上部连接有移动导轨，移动导轨的上部设置有驱动钛合金棒材料斗和热加工机械头的驱动器。

进一步地，所述移动平台为上下移动，移动导轨为水平移动。

进一步地，所述钛合金棒材料斗上设置有夹棒材处，该夹棒材处为倾斜状，放入该倾斜状的夹棒材处的靠近预制坯方向的棒材端部相接触。

进一步地，所述钛合金棒材料斗上设置有2-12个夹棒材处。

进一步地，所述机体设置在真空室内。

一种钛合金零件的制备方法，第一步，将钛合金棒材放入钛合金棒材料斗中，钛合金棒材料斗不间断的同时将钛合金棒材送出；