[发明专利]一种基于增材制造技术制备宽温域恒弹性低模量钛合金的方法

权利要求书

1.一种基于增材制造技术制备宽温域恒弹性低模量钛合金的方法，其特征在于具体步骤如下：

步骤1：制备30μm～150μm粒径的电子束粉末；

根据需要打印的合金种类，制备规定成分的球形合金粉末，选择气雾化工艺或旋转电极的方式来制备合金粉末；粉末粒径分布范围为30μm～150μm，其粉末特性需满足粒度分布，D10为48～52μm，D50为68～72μm，D90为95～100μm；松装密度为2.4～3.0g/cm³，振实密度在2.6～3.5g/cm³，霍尔流动性≤30(s/50g)，空心粉率不超过0.5％；

步骤2：建立打印金属零件的三维模型；

使用三维建模软件，建立金属零件的三维模型，将设计的三维模型导入三维模型处理软件，进行图形优化和后续支撑设计；然后将优化处理后的三维模型转导入电子束熔融金属成型设备的计算机控制系统，使用电子束增材制造设备进行后续打印工作；

步骤3：调节打印工艺参数和扫描策略，使用电子束设备进行增材制造；

根据打印模型尺寸选择底板，将底板进行预热至打印温度，设定打印过程中每层铺粉厚度，设定打印工艺参数和扫描策略进行打印。

2.根据权利要求1所述的一种基于增材制造技术制备宽温域恒弹性低模量钛合金的方法，其特征在于所述步骤1中，合金粉末需要满足电子浓度比e/a在4.10-4.25之间。

3.根据权利要求1所述的一种基于增材制造技术制备宽温域恒弹性低模量钛合金的方法，其特征在于所述步骤2中，进行打印的设备选用电子束选区熔化设备。

4.根据权利要求1所述的一种基于增材制造技术制备宽温域恒弹性低模量钛合金的方法，其特征在于所述步骤2中，采用的三维建模软件选自Solidworks、Creo、UG。

5.根据权利要求1所述的一种基于增材制造技术制备宽温域恒弹性低模量钛合金的方法，其特征在于所述步骤3中，工艺参数的输入能量密度E为25～35J/mm³，式中U为电子束发射电压，I为电子束束流，H为铺粉厚度，L为线偏焦，V为扫描速度。

6.根据权利要求1所述的一种基于增材制造技术制备宽温域恒弹性低模量钛合金的方法，其特征在于所述步骤3中，扫描策略为逐层偏转90°打印方法，底板温度范围为450℃～550℃，每层铺粉厚度为50～70μm，扫描速度为1300～1500mm/s，电子束电流为7～9mA，偏焦量为10～15mA，线偏焦为0.1～0.2mm。

7.根据权利要求1所述的一种基于增材制造技术制备宽温域恒弹性低模量钛合金的方法，其特征在于所述步骤3中，制备得到的恒模量钛合金在-50℃～200℃温域内具备稳定的恒定弹性模量，弹性模量在35～55Gpa，合金室温抗拉强度在670～750MPa范围内，致密度大于99％。