【技术实现步骤摘要】
本申请涉及金属材料，尤其涉及一种定向凝固钛铝合金的电子束选区熔化增材制造方法。
技术介绍
1、γ-钛铝的密度仅为高温合金的一半，目前已经在ge、普惠民用发动机的低压涡轮叶片上替代了高温合金，实现大幅减重。但是，现役γ-钛铝均为多晶组织，服役温度有限(＜700℃)，限制了其应用范围。与高温合金类似，在γ-钛铝中同样发现了抗蠕变性能按照多晶→柱状多晶→单晶依次提高的趋势。因此急需探索钛铝合金的定向凝固的实现方法，制备出具有定向凝固特征的钛铝合金，提高材料抗蠕变性能，以实现轻质高温钛铝合金在发动机上更为广泛的应用。采用电子束选区熔化增材制造的方法是研制钛铝合金的一种主要方法，但为保证成形顺利进行，需采用较高的成形温度，因此无法实现定向凝固所需的高温度梯度，因此目前尚无采用电子束选区熔化增材制造的方法研制定向凝固钛铝合金的相关技术。
技术实现思路
1、(1)要解决的技术问题
2、本申请提供了一种定向凝固钛铝合金的电子束选区熔化增材制造方法，解决目前尚无采用电子束选区熔化增材制造的方法研制定向凝固钛铝合金的问题。
3、(2)技术方案
4、第一方面，本申请提供了一种定向凝固钛铝合金的电子束选区熔化增材制造方法，通过负压真空装置实现，所述负压真空装置包括成形舱室和保温保压罩，所述保温保压罩位于所述成形舱室内，所述保温保压罩内设有粉末床和成形基板；
5、所述定向凝固钛铝合金的电子束选区熔化增材制造方法，包括：
6、将所述成形基板加热至60
7、启动所述负压真空装置，对所述成形舱室进行洗气，使所述保温保压罩内负压形成动态平衡；
8、向所述粉末床铺放钛铝合金粉末，采用电子束选区熔化增材制造方法定向凝固钛铝合金。
9、进一步地，所述将所述成形基板加热至600～700℃，保温20分钟，包括：
10、将所述成形基板加热至600℃，保温20分钟，保持成形环境在600℃进行成形。
11、进一步地，所述启动所述负压真空装置，对所述成形舱室进行洗气，使所述保温保压罩内负压形成动态平衡，包括：
12、启动所述负压真空装置，对所述成形舱室进行洗气，使所述成形舱室与所述保温保压罩的真空压差达到25mbar，以在钛铝合金粉末表面形成稳定负压。
13、进一步地，所述向所述粉末床铺放钛铝合金粉末，采用电子束选区熔化增材制造方法定向凝固钛铝合金，包括：
14、向所述粉末床铺放一层钛铝合金粉末，铺放完成后采用电子束选区熔化进行成形；
15、熔化完成后，无需进行能量补偿，继续铺放钛铝合金粉末进行下一层的成形。
16、进一步地，所述钛铝合金粉末采用ti-48al-2cr-2nb钛铝合金粉末。
17、进一步地，所述电子束选区熔化增材制造方法的工艺参数为：电子束电流为10～20ma、加速电压为60kv、扫描速率为1000～1600mm/s、聚焦电流为650～700ma、钛铝合金粉末单层厚度为0.07mm。
18、进一步地，所述电子束选区熔化增材制造方法的工艺参数具体为：电子束电流为20ma、加速电压为60kv、扫描速率为1300mm/s、聚焦电流为680ma、钛铝合金粉末单层厚度为0.07mm。
19、第二方面，本申请提供了一种负压真空装置，用于实现如上所述的定向凝固钛铝合金的电子束选区熔化增材制造方法；
20、所述负压真空装置包括：
21、成形舱室；
22、保温保压罩，所述保温保压罩位于所述成形舱室内，用于在成形过程中起到保持局部温度及局部负压的相对密闭空间作用；所述保温保压罩内设有粉末床和成形基板；
23、氦气通入口，所述氦气通入口位于所述成形舱室侧壁上端，用于在成形过程中持续通入氦气；
24、真空抽气通道，所述真空抽气通道位于所述保温保压罩的侧壁底部；
25、真空泵组，所述真空泵组用于通过所述真空抽气通道抽取所述成形舱室内气体。
26、进一步地，所述负压真空装置还包括：
27、铺粉机构，所述铺粉机构用于向所述粉末床铺放钛铝合金粉末；
28、成形舱室真空计，所述成形舱室真空计用于检测所述成形舱室内部真空度；
29、电子束发生器，所述电子束发生器用于进行电子束选区熔化增材制造；
30、舱室内部抽气通道，所述舱室内部抽气通道用于连通所述真空抽气通道和所述真空泵组；
31、管道真空计，所述管道真空计用于监测所述保温保压罩及所述真空抽气通道内的真空度。
32、进一步地，所述真空泵组包括低真空阀、高真空阀、扩散泵、预热阀、维持泵、高低切换阀、罗茨泵、机械泵。
33、(3)有益效果
34、本申请的上述技术方案具有如下优点：
35、本申请第一方面提供的定向凝固钛铝合金的电子束选区熔化增材制造方法，通过低温预热及高能量输入熔化，形成成形过程中较高的温度梯度，从而实现了具有定向凝固特征的钛铝合金材料研制，利用在粉末床上表面形成的负压，解决了低温预热环境下的“吹粉”导致成形不能进行的问题，保证成形顺利进行，可实现具有定向凝固特征的钛铝合金材料研制。
36、可以理解的是，上述第二方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
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1.一种定向凝固钛铝合金的电子束选区熔化增材制造方法，其特征在于，通过负压真空装置实现，所述负压真空装置包括成形舱室和保温保压罩，所述保温保压罩位于所述成形舱室内，所述保温保压罩内设有粉末床和成形基板；
2.如权利要求1所述的定向凝固钛铝合金的电子束选区熔化增材制造方法，其特征在于，所述将所述成形基板加热至600～700℃，保温20分钟，包括：
3.如权利要求1所述的定向凝固钛铝合金的电子束选区熔化增材制造方法，其特征在于，所述启动所述负压真空装置，对所述成形舱室进行洗气，使所述保温保压罩内负压形成动态平衡，包括：
4.如权利要求1所述的定向凝固钛铝合金的电子束选区熔化增材制造方法，其特征在于，所述向所述粉末床铺放钛铝合金粉末，采用电子束选区熔化增材制造方法定向凝固钛铝合金，包括：
5.如权利要求1所述的定向凝固钛铝合金的电子束选区熔化增材制造方法，其特征在于，所述钛铝合金粉末采用Ti-48Al-2Cr-2Nb钛铝合金粉末。
6.如权利要求1所述的定向凝固钛铝合金的电子束选区熔化增材制造方法，其特征在于，所述电子束选区熔
7.如权利要求6所述的定向凝固钛铝合金的电子束选区熔化增材制造方法，其特征在于，所述电子束选区熔化增材制造方法的工艺参数具体为：电子束电流为20mA、加速电压为60kV、扫描速率为1300mm/s、聚焦电流为680mA、钛铝合金粉末单层厚度为0.07mm。
8.一种负压真空装置，其特征在于，用于实现权利要求1至7任一项所述的定向凝固钛铝合金的电子束选区熔化增材制造方法；
9.如权利要求8所述的负压真空装置，其特征在于，所述负压真空装置还包括：
10.如权利要求8所述的负压真空装置，其特征在于，所述真空泵组包括低真空阀、高真空阀、扩散泵、预热阀、维持泵、高低切换阀、罗茨泵、机械泵。
...【技术特征摘要】
1.一种定向凝固钛铝合金的电子束选区熔化增材制造方法，其特征在于，通过负压真空装置实现，所述负压真空装置包括成形舱室和保温保压罩，所述保温保压罩位于所述成形舱室内，所述保温保压罩内设有粉末床和成形基板；
2.如权利要求1所述的定向凝固钛铝合金的电子束选区熔化增材制造方法，其特征在于，所述将所述成形基板加热至600～700℃，保温20分钟，包括：
3.如权利要求1所述的定向凝固钛铝合金的电子束选区熔化增材制造方法，其特征在于，所述启动所述负压真空装置，对所述成形舱室进行洗气，使所述保温保压罩内负压形成动态平衡，包括：
4.如权利要求1所述的定向凝固钛铝合金的电子束选区熔化增材制造方法，其特征在于，所述向所述粉末床铺放钛铝合金粉末，采用电子束选区熔化增材制造方法定向凝固钛铝合金，包括：
5.如权利要求1所述的定向凝固钛铝合金的电子束选区熔化增材制造方法，其特征在于，所述钛铝合金粉末采用ti-48al-2cr-2nb钛铝合金粉末。
6.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈玮，杨洋，邢一思，林博超，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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