[发明专利]一种TiC-Al-Gr复合材料构件的激光成形方法

权利要求书

1.一种TiC-Al-Gr复合材料构件的激光成形方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）原料配方与预处理

原料配方为：石墨5.67~6.35wt.%，Ti40.54~44.43wt.%，混合稀土0.47~0.67wt.%，Al余量，原料采用粉体形式，金属粉末和石墨粉尺寸60~200微米；将金属Cr粉和稀土粉末球磨0.5~6小时；

（2）送粉与混料

采用多料斗螺旋送粉混合系统进行送粉和及时混合，所述多料斗螺旋送粉混合系统由三个送粉器分别通过送粉管与一个共同的激光头连接组成，将Ti和稀土混合粉末放入第1个料斗中，石墨粉置于第2个料斗中，Al粉置于第3个料斗中；3个螺杆送粉器同时送粉，并通过调整螺杆转速控制粉体的比例；

（3）激光成形

激光成形的激光头采用3管同轴不连续喷嘴，实现对激光熔池的环抱粉体喷射，使激光熔池各成分均匀分布；将设计部件的数字图形利用分层软件进行切片，并建立激光扫描路径及其层间连接配合，设置每层厚度为0.05~0.4mm，然后在四轴数字加工机床上分层进行激光成形；控制送粉成分和激光扫描路线，使局部生成的增强相TiC比例呈梯度分布，即结构件外层为耐磨的TiC-Al-Gr复合材料，内部为金属基体材料，并最终使用的原料符合步骤（1）的比例要求。

2.根据权利要求1所述的激光成形方法，其特征在于，步骤（3）中，采用光纤/CO₂激光器，输出功率100~3000W,光斑直径0.2~4mm，搭接率10~80%，激光头Ar气流量0.2~12L/min，送粉器Ar气流量0.5~125L/min，激光头扫描速度3~125mm/s。

3.根据权利要求1所述的激光成形方法，其特征在于，所述送粉器由料斗、螺杆和流化器组成，螺杆由直流步进电机推动。