[发明专利]一种TiC-Gr-Zn复合材料构件的激光成形方法

权利要求书

1.一种TiC-Gr-Zn复合材料构件的激光成形方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）原料组分与预处理

原料组分为：石墨0.91wt%~3.61wt%，Ti4.32wt%~9.81wt%，Cr13.47wt%~23.21wt%，Y₂O₃0.13wt%~0.33wt%，余量为Zn；原料采用粉体形式，尺寸为60μm~200μm；将Ti、Y₂O₃一起球磨0.5h~6h；将Zn、Cr一起球磨0.5h~6h；

（2）送粉与混料

采用多料斗螺旋送粉混合系统送粉和混合，将Ti、Y₂O₃放入第1个料斗中，石墨置于第2个料斗中，Zn、Cr置于第3个料斗中；3个送粉器同时送粉，并通过调整螺杆转速控制粉体的比例；

（3）激光成形

激光成形的激光头采用3管同轴不连续喷嘴，实现对激光熔池的环抱粉体喷射，使激光熔池各成分均匀分布；将设计部件的数字图形数据利用分层软件进行切片，并建立分层激光扫描路径及其层间连接配合，设置每层厚度为0.04mm~0.6mm，然后在四轴数字加工机床上分层进行激光成形；控制送粉成分和激光扫描路线，使得局部生成的增强相TiC比例成梯度连续变化，即构件内部为金属基体材料，外层为TiC-Gr-Zn复合材料，并最终使用的原料符合步骤（1）的要求。

2.根据权利要求1所述的TiC-Gr-Zn复合材料构件的激光成形方法，其特征在于所述的步骤（3）中，激光成形采用光纤/半导体/CO₂激光器，输出功率100W~300W，光斑直径0.2mm~4mm，搭接率10%~80%，激光头Ar气流量0.5L/min~13L/min，送粉器Ar气流量0.5L/min~12L/min，激光头扫描速度3mm/s~125mm/s。

3.根据权利要求1所述的TiC-Gr-Zn复合材料构件的激光成形方法，其特征在于所述的步骤（3）中，激光成形采用光纤激光器，输出功率220W，光斑直径0.4mm，搭接率40%，激光头Ar气流量3L/min，送粉器Ar气流量3L/min，激光头扫描速度18mm/s。

4.根据权利要求3所述的TiC-Gr-Zn复合材料构件的激光成形方法，其特征在于所述的多料斗螺旋送粉混合系统由三个送粉器分别通过送粉管与一个共同的激光头连接组成，粉体即时送至激光头进行激光成形。

5.根据权利要求4所述的TiC-Gr-Zn复合材料构件的激光成形方法，其特征在于所述的送粉器由料斗、螺杆和流化器组成，所述螺杆由直流步进电机推动。