【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于激光增材制造，具体涉及一种高铝当量钛合金热轧板坯的覆层防护方法。
技术介绍
1、钛与氧的亲和力极强，钛合金在高温下加热时，严重的氧扩散会在钛合金坯料表面形成硬脆α层，α层的存在降低了钛合金表面在变形开裂前所能够承受的最大应变量，在后续的轧制过程中容易开裂；尤其是ta15、ti60、tc11和tc6等高铝当量钛合金，在热轧过程中板材表面往往开裂严重，不仅成材率低，还给板材质量造成了不可控风险，所以，板坯加热前需要对其表面进行适当的防护处理。
2、目前而言，高铝当量钛合金热轧板坯的表面防护方案通常有两种，一是在板坯表面喷涂/刷涂bn、al2o3+sio2等无机抗氧化涂料；二是在板坯上、下表面进行爆炸复合高塑性的ta1或ta2纯钛层。
3、无机抗氧化涂料在板坯防护方面的应用仍然存在一定的技术瓶颈，首先，抗氧化涂料的防护作用有限，加热后板坯表面仍然存在数毫米的硬脆α层，在后续轧制过程中仍会造成涂层下的合金板开裂；另外，室温下现有无机抗氧化涂层与钛合金基体的结合力有限，在天车吊运或辊道传输时容易局部脱落；板坯在步进梁或步进底式加热炉中进行开坯加热时，运动机构与板坯表面存在较大摩擦力，往往也容易导致涂层局部脱落，二者使得板坯表面的防护效果不均匀，板材最终局部开裂，再者，加热过程中涂层烧结会二次成膜，将极大提高涂层与板坯表面的附着力，随着轧制进行，涂层会部分破碎并局部嵌入板材表面，使得后续的铣削或水磨处理刀具等损耗增加、加工周期延长，造成资源浪费。
4、爆炸复合纯钛层可以使板坯表面在热轧时具有
技术实现思路
1、本专利技术的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种高铝当量钛合金热轧板坯的覆层防护方法，通过激光熔化沉积技术，设计独特的扫描策略，实现对钛合金热轧厚板坯上表面平面及倒棱斜面、下表面平面沉积0.8~1.5mm厚的纯钛防护层。
2、纯钛防护层显微组织为极细小的网篮组织，具有较好的塑性，且与板坯表面具有良好的冶金结合，可抑制钛合金板坯在加热过程中的氧元素扩散及硬脆α层形成，降低板材轧制过程中的表面开裂程度，避免板材表面局部不均匀开裂，从而提高板材质量与材料利用率。
3、本专利技术采用的技术方案是：
4、一种高铝当量钛合金热轧板坯的覆层防护方法，其中：包括以下步骤：
5、步骤s1.将板坯的一表面两侧进行倒棱处理，之后将板坯倒棱处理的一面朝上并运输至激光熔化沉积舱室内的有效工作区，然后抽真空；
6、步骤s2.在保护性气氛下将纯钛粉末激光熔化沉积在板坯上表面；
7、步骤s3.将板坯运输出舱并将上表面和下表面翻转，之后将板坯下表面朝上并运输至激光熔化沉积舱室内的有效工作区，之后抽真空，在保护性气氛下将纯钛粉末激光熔化沉积在板坯下表面，获得上表面和下表面均沉积纯钛防护层的板坯；
8、步骤s4.将经过步骤s3处理的板坯置于加热炉中加热，之后一火开坯轧制，然后进行矫直，空冷修磨；
9、步骤s5.将经过步骤s4处理的置于加热炉中加热，之后二火轧制，然后进行矫直获得板材。
10、优选的是，所述的高铝当量钛合金热轧板坯的覆层防护方法，其中，步骤s1 中板坯厚度为150~500mm，倒棱处理后板坯的斜面高度为10~15mm，斜面长度为25~35mm，斜面的倾斜角度为15~25°。
11、优选的是，所述的高铝当量钛合金热轧板坯的覆层防护方法，其中，步骤s2 纯钛粉末激光熔化沉积在板坯上表面的工艺具体包括以下步骤：
12、步骤s21.将倒棱斜面的两条上棱进行激光空扫；
13、步骤s22.确定板坯2个倒棱斜面以及上表面的平面位置扫描策略；
14、步骤s23.根据所述扫描策略对板坯上表面的2个倒棱斜面进行第一层至第三层的纯钛层沉积；之后根据所述扫描策略对板坯上表面的平面位置进行第一层至第二层的纯钛层沉积。
15、优选的是，所述的高铝当量钛合金热轧板坯的覆层防护方法，其中，步骤s21中激光空扫的具体条件为：激光功率为600~1000w，扫描速率为240~480mm/min。
16、优选的是，所述的高铝当量钛合金热轧板坯的覆层防护方法，其中，步骤s22中板坯2个倒棱斜面的扫描策略具体为：以面朝斜面的投影面为坐标，斜面第一沉积层由y正向y负沉积，由x负向x正搭接，第二沉积层由x负向x正沉积，由y负向y正搭接，第三沉积层是由x正向x负沉积，由y负向y正搭接。
17、优选的是，所述的高铝当量钛合金热轧板坯的覆层防护方法，其中，步骤s22中上表面的平面位置扫描策略具体为：在板坯上表面的平面位置进行蛇形往复扫描。
18、优选的是，所述的高铝当量钛合金热轧板坯的覆层防护方法，其中，步骤s22中沉积纯钛层的具体条件为：激光功率为1000~1400w，扫描速率为300~600mm/min，送粉量为2.4~5.4g/min，搭接率25~35%，单层提升量0.3~0.6mm。
19、优选的是，所述的高铝当量钛合金热轧板坯的覆层防护方法，其中，步骤s22中斜面第一沉积层为第二沉积层、第三沉积层的送粉量的1.1~1.3倍，斜面第二沉积层、第三沉积层与平面第一沉积层、第二沉积层的送粉量、送粉气流量均相同。
20、优选的是，所述的高铝当量钛合金热轧板坯的覆层防护方法，其中，步骤s1和步骤s3中通过动力辊将板坯运输至激光熔化沉积舱室内的有效工作区，所述动力辊的辊间距为400~450mm，转料速度为500~2000mm/min。
21、优选的是，所述的高铝当量钛合金热轧板坯的覆层防护方法，其中，步骤s3 纯钛粉末激光熔化沉积在板坯下表面的工艺具体包括以下步骤：
22、步骤s31.确定板坯下表面的平面位置扫描策略；
23、步骤s32.根据所述扫描策略对板坯下表面的的平面位置进行第一层至第二层的纯钛层沉积；
24、步骤s32中下表面的平面位置扫描策略具体为：在板坯下表面的平面位置进行蛇形往复扫描。
25、与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果：
26、（1）本专利技术的高铝当量钛合金热轧板坯的覆层防护方法，基于激光增材制造大的设计与成形自由本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高铝当量钛合金热轧板坯的覆层防护方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高铝当量钛合金热轧板坯的覆层防护方法，其特征在于，步骤S1 中板坯厚度为150~500mm，倒棱处理后板坯的斜面高度为10~15mm，斜面长度为25~35mm，斜面的倾斜角度为15~25°。
3.根据权利要求1所述的高铝当量钛合金热轧板坯的覆层防护方法，其特征在于，步骤S2 纯钛粉末激光熔化沉积在板坯上表面的工艺具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的高铝当量钛合金热轧板坯的覆层防护方法，其特征在于，步骤S21中激光空扫的具体条件为：激光功率为600~1000W，扫描速率为240~480mm/min。
5.根据权利要求3所述的高铝当量钛合金热轧板坯的覆层防护方法，其特征在于，步骤S22中板坯2个倒棱斜面的扫描策略具体为：以面朝斜面的投影面为坐标，斜面第一沉积层由Y正向Y负沉积，由X负向X正搭接，第二沉积层由X负向X正沉积，由Y负向Y正搭接，第三沉积层是由X正向X负沉积，由Y负向Y正搭接。
6.根据权利要求3所述的高铝当量
7.根据权利要求4所述的高铝当量钛合金热轧板坯的覆层防护方法，其特征在于，步骤S22中沉积纯钛层的具体条件为：激光功率为1000~1400W，扫描速率为300~600mm/min，送粉量为2.4~5.4g/min，搭接率25~35%，单层提升量0.3~0.6mm。
8.根据权利要求3所述的高铝当量钛合金热轧板坯的覆层防护方法，其特征在于，步骤S22中斜面第一沉积层为第二沉积层、第三沉积层的送粉量的1.1~1.3倍，斜面第二沉积层、第三沉积层与平面第一沉积层、第二沉积层的送粉量、送粉气流量均相同。
9.根据权利要求1所述的高铝当量钛合金热轧板坯的覆层防护方法，其特征在于，步骤S1和步骤S3中通过动力辊将板坯运输至激光熔化沉积舱室内的有效工作区，所述动力辊的辊间距为400~450mm，转料速度为500~2000mm/min。
10.根据权利要求1所述的高铝当量钛合金热轧板坯的覆层防护方法，其特征在于，步骤S3 纯钛粉末激光熔化沉积在板坯下表面的工艺具体包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种高铝当量钛合金热轧板坯的覆层防护方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高铝当量钛合金热轧板坯的覆层防护方法，其特征在于，步骤s1 中板坯厚度为150~500mm，倒棱处理后板坯的斜面高度为10~15mm，斜面长度为25~35mm，斜面的倾斜角度为15~25°。
3.根据权利要求1所述的高铝当量钛合金热轧板坯的覆层防护方法，其特征在于，步骤s2 纯钛粉末激光熔化沉积在板坯上表面的工艺具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的高铝当量钛合金热轧板坯的覆层防护方法，其特征在于，步骤s21中激光空扫的具体条件为：激光功率为600~1000w，扫描速率为240~480mm/min。
5.根据权利要求3所述的高铝当量钛合金热轧板坯的覆层防护方法，其特征在于，步骤s22中板坯2个倒棱斜面的扫描策略具体为：以面朝斜面的投影面为坐标，斜面第一沉积层由y正向y负沉积，由x负向x正搭接，第二沉积层由x负向x正沉积，由y负向y正搭接，第三沉积层是由x正向x负沉积，由y负向y正搭接。
6.根据权利要求3所述的高铝当量钛合金热轧板坯的覆层防护方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓清华，张宏岭，余日成，张晶棋，陈海涛，祝学丽，魏永华，
申请(专利权)人：江苏翔云钛合金新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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