[发明专利]氢化脱氢钛粉的激光熔化沉积方法

说明书

本发明涉及金属材料激光成型技术领域，提供了一种氢化脱氢钛粉的激光熔化沉积方法，包括以下步骤：选择不规则状的氢化脱氢钛粉为原料，将原料粉末进行球化处理；将经过球化处理后的粉末进行筛分，将筛分后的粉末放入真空干燥箱干燥；设定激光熔化沉积工艺参数和激光扫描路径；根据设定的激光熔化沉积工艺参数和扫描路径，在惰性气体的保护下，粉末逐层熔化沉积在成形基板上，制备出钛部件。本发明可以根据需求设定不同的激光扫描路径，进而生产出不同形状的钛部件；通过特定的激光熔化沉积工艺参数，可制备出微观组织均匀和力学性能优异的钛部件。

技术领域

本发明涉及金属材料激光成型技术领域，特别涉及一种氢化脱氢钛粉的激光熔化沉积方法。

背景技术

钛及钛合金具有密度低、比强度高、耐蚀性好、延展性好、耐热性好等一系列优异性能，被广泛应用于航空航天、军事国防、车辆工程等领域。采用激光熔化沉积方法制备金属零部件具有材料利用率高、工艺流程短等优点，因而有望使其成为降低钛及钛合金零部件制造成本的重要途径。

目前，制备钛粉的主要方法包括氢化脱氢法、电解法、机械粉碎法、和雾化法；其中，氢化脱氢法制备钛粉具有粉末粒度范围窄、可使用原材料种类广、制备成本低、工艺易于实现等优势，已经成为工业生产钛粉最常用的方法。但是，氢化脱氢法制备出的钛粉形状不规则，流动性较差，很难应用于激光成型、喷涂等粉末注射成型技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种氢化脱氢钛粉的激光熔化沉积方法，以制备出高性能的钛部件。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：氢化脱氢钛粉的激光熔化沉积方法，包括以下步骤：

S1、选择不规则状的氢化脱氢钛粉为原料；将原料粉末采用球化处理方法进行球化处理；

S2、将步骤S1中经过球化处理后的粉末通过金属粉末筛进行筛分；然后收集粒径尺寸小于金属粉末筛的筛孔尺寸的粉末、并放入真空干燥箱中，在真空环境下加热至100～150℃，保温1～3h后随箱冷却；

S3、选择纯钛板作为成形基板，并对成形基板的待沉积表面进行清理；

S4、在激光熔化沉积系统中设定激光熔化沉积工艺参数和激光扫描路径；其中，激光熔化沉积工艺参数为：激光功率为400～1000W；扫描速度为200～600mm/min；送粉速度为0.8～1.5rad/min；惰性气体流量为10～20L/min；抬升量为1.5～4mm；

S5、首先，在惰性气体的保护下，将步骤S2中经过干燥处理后的粉末放入激光熔化沉积系统的送粉器中；然后，启动激光熔化沉积系统，根据设定的激光熔化沉积工艺参数和扫描路径，在惰性气体的保护下，粉末逐层熔化沉积在成形基板上，制备出钛部件。

进一步的，在步骤S5之后，还包括：S6、将步骤S5制备的钛部件的表面进行研磨，然后采用无水乙醇对其进行清洗。

进一步的，步骤S1中，将原料粉末采用射频等离子体球化法进行球化处理。

进一步的，所述射频等离子体球化法中的加料速度为20～200g/min。

进一步的，步骤S3中，成形基板的待沉积表面的清理，包括如下步骤：首先，对成形基板的待沉积表面进行打磨；然后，将成形基板浸没在丙酮中，并采用超声波进行清洗；然后，将成形基板置于惰性气体中进行保护。

进一步的，所述惰性气体为氩气。

进一步的，步骤S4中，所述激光熔化沉积工艺参数还包括：单次扫描线程为5～300mm。