[发明专利]一种钛合金保护舱装置及激光增材制造方法

权利要求书

1.一种钛合金保护舱装置，其特征在于，包括圆形工作台、固定板、基板、橡胶圈、固定夹、薄膜、圆形铁圈架、进气管，所述圆形工作台设有多个等角度分布的T型槽，所述T型槽内设有T型块，所述固定板通过螺栓固定在T型块上，所述基板通过螺栓固定在固定板上，所述橡胶圈压紧薄膜外侧且与圆形工作台四周贴合密封，所述固定夹固定住圆形铁圈架且从薄膜外侧面压紧，所述薄膜贴合圆形铁圈架四周，所述圆形铁圈架放置圆形工作台上表面且与薄膜内侧贴合，所述进气管固定在圆形铁圈架中竖着的铁棒上。

2.根据权利要求1所述的钛合金保护舱装置，其特征在于：所述圆形工作台直径为800mm，厚度35mm，上表面均匀分布8条T型槽，T型槽长350mm，高为20mm，材质为HT200；所述T型块型号为M8，中心螺纹孔为φ8，表面硬度32-37HRC，4个T型块均匀分布于T型槽内且可根据固定板尺寸调节所处固定位置。

3.根据权利要求1所述的钛合金保护舱装置，其特征在于：所述固定板四顶角处分布着沉头孔且对应基板沉头孔处有φ8螺纹孔，厚度25mm材质为碳钢；所述基板每边均匀分布3个沉头孔，厚度10mm，材质为钛合金TC4；所述螺栓通过固定板上沉头孔压紧在圆形工作台上表面，再将基板固定紧与固定板表面。

4.根据权利要求1所述的钛合金保护舱装置，其特征在于：所述橡胶圈材质为橡胶；所述固定夹为铁皮与铁丝组成；所述薄膜为耐高温薄膜，厚度为0.3mm，且缝合处采用耐高温胶带粘连。

5.根据权利要求1所述的钛合金保护舱装置，其特征在于：所述圆形铁圈架使用的铁棒直径为6mm，上下为直径为790mm圆形铁圈，竖直为4根铁棒均匀分布，高为500mm，采用焊接方式连接；所述进气管材质为碳钢，内径为8mm，外径为12mm，位于圆形铁圈架的4根竖直铁棒下端50mm处，采用焊接方式连接且进气管通入氩气。

6.一种激光增材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将钛合金基板打磨，清洗，吹干，再与固定板通过螺栓压紧后固定于圆形工作台上，再将六轴机器人带着激光熔覆头移动至合适的位置，然后往钛合金保护舱装置的进气管通入氩气，用氧分析仪测得舱内氧含量降到50ppm以下，打印过程中可关闭进气管氩气；

步骤二：将烘干后钛合金TC4粉末加入送粉器里，同时将待打印的钛合金零件的CAD模型转化成STL文件形式，其次利用激光增材制造软件将STL文件格式的零件模型分割成具有一定厚度的二维连续层，再对每层图形进行轨迹路径规划，设置预先优化好的工艺参数，生成相应的代码，导入六轴机器人系统中，即可开始打印；

步骤三：对步骤二得到的带有固定板和基板的钛合金零件进行打磨处理，再进行荧光检测和X射线探伤检测；

步骤四：对步骤二得到的带有固定板和基板的钛合金零件同时进行热处理，热处理的工艺参数为：温度为600-650℃，保温时间为2-4h，保温结束后随炉冷却；

步骤五：将热处理后零件从基板上线切割取下，同时在数控中心对零件的尺寸进行精加工，满足最终使用要求。

7.根据权利要求6所述的激光增材制造方法，其特征在于：所述步骤一中钛合金TC4粉末粒径为50μm-150μm，粉末球形度不小于0.8，粉末流动性时间不高于35s/50g。

8.根据权利要求6所述的激光增材制造方法，其特征在于：所述步骤一中氧分析仪使用时将分析仪端部从钛合金保护舱装置薄膜表面开洞伸入且用胶带密封。

9.根据权利要求6所述的激光增材制造方法，其特征在于：所述步骤二中预先设置的工艺参数为：激光功率2000-5000W，光斑4mm-6mm，同轴氩气保护气流量15L/min，送粉氦气流量为5L/min，进气管氩气流量20L/min，搭接率50％。