【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及增材制造，具体而言，涉及一种制备异质材料的增材制造方法、异质材料和应用。
技术介绍
1、目前航空航天领域中的构件呈结构功能化、组件整体化发展，部分大型整体构件在不同位置所承受的载荷大小和方向不同，使得单一性能的合金在实际应用中存在一定的局限性，需要开发出能够满足不同部位具有不同性能的合金构件，以满足目前的发展需求。而金属的种类和组织决定合金构件的性能，通过采用不同种类材料制造形成多性能的构件成为未来的发展趋势。
2、以螺旋叶盘为例，螺旋叶盘主要由轮盘和叶片组成。螺旋叶盘在工作过程中，轮盘部分在低温状态下工作，主要承受机械应力，要求具有高机械强度和疲劳强度；叶片部分则在高温旋转的情况下工作，主要承受离心力、热应力，要求具有抗氧化性、高温耐性和蠕变性能。由于轮盘和叶片的服役环境差异导致二者的材料性能差异，因此，制备出不同位置性能不同的多性能异质材料对于机械构件的发展有重要意义。
3、目前，将两种或两种以上不同性质的金属或者非金属材料复合在一起形成多性能异质材料的方法包括：1)焊接，将两种及以上不同种类金属或非金属通过热源熔化结合使金属连接，但是焊接过程中可能存在润湿、界面反应复杂、脆性化合物生成和接头应力等问题。2)物理连接，分别铸造单一部位，采用磨铣、切削机械加工手段，并通过螺钉、榫卯等构成结构，这种方法效率较低，并且会造成较大材料的浪费。3)湿法浸渍、原位负载和电化学循环伏安法等化学反应的方法主要是针对纳米级颗粒的复合异质材料，材料种类和粒径大小受限严重。
4、鉴于此，特提出本专
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种制备异质材料的增材制造方法、异质材料和应用。
2、本专利技术是这样实现的：
3、第一方面，本专利技术提供一种制备异质材料的增材制造方法，包括将金属焊丝和变质剂通过激光熔化沉积于基体表面；金属焊丝与变质剂的质量比为92～98wt％：2～8wt％。
4、第二方面，本专利技术提供一种异质材料，包括如前述实施方式任一项的增材制造方法制得。
5、第三方面，本专利技术提供一种如前述实施方式的异质材料在航空机械设备中的应用。
6、本专利技术具有以下有益效果：
7、本专利技术提供一种制备异质材料的增材制造方法、异质材料和应用，通过在激光增材金属焊丝的过程中同步送入变质剂一起沉积，既保证了增材成型的可靠性，又通过调整变质剂的种类和含量达到调控金属微观组织效果，进而调控异质材料的不同位置具有不同性能，实现了多性能异质材料的增材制造。采用激光增材制造的方式与传统的制造方法相比，可以根据零件的尺寸进行制造，减少材料的损耗和浪费。采用金属焊丝主体成型，变质剂调节增材，使制备成本降低，获得的多性能异质材料构件厚度均匀，可以在宽度和/或高度方向上出现性能变化，工艺稳定易实现。
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1.一种制备异质材料的增材制造方法，其特征在于，包括采用激光熔化沉积将金属焊丝和变质剂同步沉积于基体表面；
2.根据权利要求1所述的制备异质材料的增材制造方法，其特征在于，所述激光熔化沉积包括在所述基体的表面逐层沉积金属焊丝和变质剂，每层沉积结束后均冷却0.8～1.2min再继续沉积；
3.根据权利要求1所述的制备异质材料的增材制造方法，其特征在于，所述激光熔化沉积的过程在惰性气体仓内进行，所述激光熔化沉积的参数包括：激光光斑直径2～5mm，激光功率为1800～2400W，扫描速率80～180mm/min，送丝速度800～1400mm/min，搭接率45～55％，保护气流量45～55L/min，送粉盘转速0.04～0.08r/min，载粉气流量6～8L/min，所述保护气和载粉气均为惰性气体；
4.根据权利要求1所述的制备异质材料的增材制造方法，其特征在于，所述金属焊丝的材质包括钛合金或不锈钢，优选为钛合金；
5.根据权利要求1所述的制备异质材料的增材制造方法，其特征在于，所述变质剂包括金属粉末或陶瓷颗粒，所述金属粉末包括Cu或Mo
6.根据权利要求1所述的制备异质材料的增材制造方法，其特征在于，所述基体包括钢基体、钛合金基体和铝合金基体中的至少一种，优选为钛合金基体；
7.根据权利要求6所述的制备异质材料的增材制造方法，其特征在于，所述基体在进行激光熔化沉积前包括将所述基体打磨和清洗。
8.根据权利要求7所述的制备异质材料的增材制造方法，其特征在于，所述打磨包括采用400～1200目的砂纸打磨，清洗包括采用酒精或丙酮清洗。
9.一种异质材料，其特征在于，包括如权利要求1～8任一项所述的增材制造方法制得。
10.一种如权利要求9所述的异质材料在航空机械设备中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种制备异质材料的增材制造方法，其特征在于，包括采用激光熔化沉积将金属焊丝和变质剂同步沉积于基体表面；
2.根据权利要求1所述的制备异质材料的增材制造方法，其特征在于，所述激光熔化沉积包括在所述基体的表面逐层沉积金属焊丝和变质剂，每层沉积结束后均冷却0.8～1.2min再继续沉积；
3.根据权利要求1所述的制备异质材料的增材制造方法，其特征在于，所述激光熔化沉积的过程在惰性气体仓内进行，所述激光熔化沉积的参数包括：激光光斑直径2～5mm，激光功率为1800～2400w，扫描速率80～180mm/min，送丝速度800～1400mm/min，搭接率45～55％，保护气流量45～55l/min，送粉盘转速0.04～0.08r/min，载粉气流量6～8l/min，所述保护气和载粉气均为惰性气体；
4.根据权利要求1所述的制备异质材料的增材制造方法，其特征在于，所述金属焊丝的...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈春伦，张振林，陈辉，张鑫，刘艳，胡登文，吴影，孟云飞，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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