[发明专利]原位合成TiC增强钛基复合材料的激光制备装置及方法

权利要求书

1.原位合成TiC增强钛基复合材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)启动气氛控制系统净化成形室，碳源气体和惰性气体按一定浓度比例在混气室内混合后进入成形室，并在气体循环装置作用下在循环和分散；

(2)送粉铺粉系统控制刮刀均匀铺设一层钛合金球形粉末于粉末床上；

(3)按照预设三维图形文件，激光束扫描金属粉末，在钛合金粉末的加工平面上形成聚焦光斑，熔化钛合金粉末形成零件单层截面，所述激光束扫描的激光功率为50～400W，扫描速度为50～300mm/s，扫描间距为0.05～0.25mm；

(4)在高温熔池附近的碳源气体裂解后生成不定形碳，不定形碳与熔池中的钛原位反应生成均匀分散的TiC增强相，并与熔化-凝固过程中的钛合金基体进行复合，以原位制备TiC增强的钛基复合材料；

(5)重复步骤(2)～(4)，通过逐层熔化和复合的方法实现复合材料的三维成形，气体通过出口Ⅰ和出口Ⅱ排放，钛合金粉末通过收粉装置回收。

2.根据权利要求1所述原位合成TiC增强钛基复合材料的方法，其特征在于：所述碳源气体种类为CH₄、C₂H₄、C₂H₂、CO的一种或多种混合。

3.根据权利要求1所述原位合成TiC增强钛基复合材料的方法，其特征在于：步骤(1)中，混气室内碳源气体含量为0～100vol.％。

4.根据权利要求1所述原位合成TiC增强钛基复合材料的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述铺设一层钛合金球形粉末的铺粉层厚为0.02～0.25mm；所述钛合金球形粉末的尺寸为0.02～0.1mm。