【技术实现步骤摘要】
一种均质TC4钛合金制备装置及方法
[0001]本专利技术涉及一种均质TC4钛合金制备装置及方法,属于钛合金增材制造
技术介绍
[0002]当前用于合成TC4钛合金材料的主要手段是电子束冷床熔炼(EBCHM)法,如专利CN109136596所提出的一种带有后处理的TC4铸锭EBCHM制备工艺,通过对熔炼后的TC4钛合金铸锭进行直轧处理,有效地提高了TC4钛合金材料的终态组织性能。此外,与传统的熔炼工艺相比,电子束冷床熔炼技术可以有效地去除TC4钛合金制备过程中产生的低密度夹杂和高密度夹杂,同时还可以显著降低TC4钛合金中的氢元素含量。电子束冷床熔炼技术还可以将生产过程中产生的“废料”进行重熔,实现TC4钛合金材料的回收再利用。然而,作为TC4钛合金的主要生产方式,电子束冷床熔炼工艺仍存在一定的“缺陷”。该工艺需在真空环境中进行,这会进一步引起合金中易挥发成分的挥发,使铸锭成分偏离原有工艺,导致TC4钛合金铸锭成分在某些方向上产生剧烈波动;所以,设计出一种高效制备均质TC4钛合金材料的工艺具有显得尤为重要。
[0003]增材制造工艺与传统的减材制造不同,其本质是通过能量源与粉末相互作用形成微小熔池,再将形成的微小熔池沿预先设定的路径进行三维方向上的无限堆叠,以CAD数字模型为基础,与机械运动控制相结合,最终实现三维结构的快速制造。相较于传统减材制造,增材制造技术具有成形自由度高、工艺参数调节时效性好、生产周期短、材料利用率高等特点,是一种有着较好结构与成分适应性的快速成形工艺。因此,增材制造工艺在钛合 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种均质TC4钛合金制备装置,其特征在于,包括多材料高精智能送粉器、高速静态混粉器、超高速喷头、机械臂和增材制造平台;所述多材料高精智能送粉器使用载粉气流作为唯一动力来源;包括六个或六个以上储粉仓(5)、与储粉仓(5)结构数量相同的回转刮吸式送粉结构(3)、不间断加粉装置(6)、送粉器主机结构(1)、出粉管路(4);所述多材料高精智能送粉器一端与保护气供给装置相连,另一端则与高速静态混粉器进粉管(7)相连;所述储粉仓(5)顶部设置有不间断加粉装置(6),并且通过底端的小孔与回转刮吸式送粉结构(3)相连;回转刮吸式送粉结构(3)上平面一侧开有小孔,小孔通过出粉管路(4)及软管与高速静态混粉器的进粉管(7)相连;所述出粉管路(4)与储粉仓(5)结构呈对称分布;所述的高速静态混粉器包括进粉管(7)、射流传输管(8)、雾化混合腔体(10)、出粉管组(9),高速静态混粉器为静态粉末混合结构,使用载粉气流作为唯一动力源:进粉管(7)设置在高速静态混粉器底部,且通过射流传输管(8)与雾化混合腔体(10)相连;雾化混合腔体(10)底部设置有出粉管组(9),出粉管组9通过挂载在机械臂11上的气管与进粉管路13相连;所述的超高速喷头包括两个或两个以上进料管路(13)、环形均粉腔(16)、环形喷粉口(18)、环形喷气口(17)、激光光路(14)、冷却管路(15),所述进料管路(13)沿超高速喷头结构周向均匀分布于结构上部,进料管路(13)与混粉器出粉管组(9)相连通;所述环形均粉腔(16)的内壁设计以曲率过度方法为基准,截面积由上至下逐渐收缩,所述环形均粉腔(16)上端与进料管路(13)相连;所述环形喷粉口(18)位于环形均粉腔(16)下端,环形喷粉口(18)两壁面相互平行且与地面呈一角度;所述环形喷气口(17)为一直径稍大于环形喷粉口(18)且与环形喷粉口(18)同心的圆环,该结构与保护气体供给装置相连,环形喷气口(17)两壁面平行且与环形喷粉口(18)角度相同;冷却管路(15)为一包裹激光光路的中空结构,其具有复杂内流道结构;激光光路为一位于喷头结构中心轴线处的贯通圆孔,其直径保持不变;还包括用于搭载激光源及超高速送粉喷头的机械臂,超高速送粉喷头的正下方设有打印平台。2.根据权利要求1所述均质TC4钛合金制备装置,其特征在于:所述多材料高精智能送粉器上还设有送粉器操作系统显示屏(2),与送粉控制系统连接,控制送粉器回转刮吸式结构的转速、气体流速。3.根据权利要求1所述均质TC4钛合金制备装置,其特征在于:所述进粉管...
【专利技术属性】
技术研发人员:张晓伟,敖景轩,蔡耀增,王金哲,蒋业华,刘洪喜,
申请(专利权)人:昆明理工大学,
类型:发明
国别省市:
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