[发明专利]一种金属固固复合增材制坯的制备方法

权利要求书

1.一种金属固固复合增材制坯的制备方法，其特征在于，包括：

步骤S1、将多个表面清洁的初始坯料堆垛成型，得到预制坯；

步骤S2、对所述预制坯进行焊接以使多个所述初始坯料之间的结合界面焊合，得到复合坯；

步骤S3、对所述复合坯加热至第一温度T₁并保温，到温后，以变形速度V₁、变形量D₁进行第一次热压锻造，得到第一锻坯，所述第一锻坯入电阻炉加热保温，同时在入电阻炉前在所述第一锻坯的上端面铺设一层高硅氧布，之后将所述高硅氧布、所述第一锻坯加热至第二温度T₂并保温，同时，在垫板表面铺设一层高硅氧布，将盖板、高硅氧布和所述垫板加热至第三温度T₃并保温，均到温后，将所述第一锻坯放置在所述垫板上，以减少所述第一锻坯的下端面接触散热，并将模具套入所述第一锻坯和所述垫板上，再将所述盖板放置所述第一锻坯上，以减少所述第一锻坯的上端面接触散热，改善坯料上、下端面处附近的难变形区，并以变形速度V₂、变形量D₂进行第二次热压锻造，以使界面金属的机械混合及元素的均匀混合，从而得到第二锻坯，脱除所述模具后，将所述第二锻坯再次加热至第四温度T₄并保温，到温后，得到一体化复合坯；

其中，V₂＞V₁，D₂＞D₁；所述变形速度V₁满足：1mm/s≤V₁＜5mm/s，所述变形量D₁满足：1%＜D₁＜5%；所述变形速度V₂满足：10mm/s≤V₂≤60mm/s，所述变形量D₂满足：≥35%；

所述第一温度T₁≥0.7Tm，所述第二温度T₂≥0.7Tm，0.5Tm≥所述第三温度T₃≥0.25Tm，所述第四温度T₄≥0.7Tm，其中，Tm为熔点温度。

2.根据权利要求1所述的金属固固复合增材制坯的制备方法，其特征在于，所述第一锻坯的高度+所述垫板的高度＜所述模具的高度＜所述第一锻坯的高度+所述垫板的高度+所述盖板的高度。

3.根据权利要求1所述的金属固固复合增材制坯的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述模具为圆筒形结构。

4.根据权利要求3所述的金属固固复合增材制坯的制备方法，其特征在于，所述盖板的直径＜所述模具的直径，所述垫板的直径＜所述模具的直径，所述垫板的直径＞所述第一锻坯的下端面的直径，所述盖板的直径＞所述第一锻坯的上端面的直径。

5.根据权利要求1所述的金属固固复合增材制坯的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述第一温度T₁的保温时间＞1h，所述第二温度T₂的保温时间＞10h，所述第三温度T₃的保温时间＞10h，所述第四温度T₄的保温时间＞2h。

6.根据权利要求1-5任一项所述的金属固固复合增材制坯的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述初始坯料的质量≥20吨。

7.根据权利要求1-5任一项所述的金属固固复合增材制坯的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述初始坯料的形状为圆柱形。

8.根据权利要求1-5任一项所述的金属固固复合增材制坯的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述焊接的方式采用真空电子束焊接，所述真空电子束焊接的参数为：真空度为5.0×10^-3Pa-1.0×10^-2Pa，加速电压：大于50KV，束流：大于200mA，聚焦电流：大于500mA，功率：大于10KW，焊接速率：50mm/s＜V＜300mm/s。