[发明专利]具有均一横纵向性能的钛合金制件及其制备方法

说明书

本申请提供了一种具有均一横纵向性能的钛合金制件及其制备方法。该方法包括：通过在激光选区熔化成型过程中，使钛合金制件的至少一部分马氏体转变为α相和/或β相，以制备钛合金制件；及通过热处理对钛合金制件进行均一化处理，进一步提高横纵向一致性。本申请的技术方案可获得具有均一横纵向性能的钛合金制件，其横向、纵向的强度及延伸率差异在5％内，比较一致。

技术领域

本申请属于钛合金技术领域，具体地，涉及一种具有均一横纵向性能的钛合金制件及其制备方法，尤其是一种具有均一横纵向性能的异形钛合金制件及其制备方法。

背景技术

合金制件在各行各业的应用极其广泛，其中异形构件的使用越来越多。传统的机械加工很难制备出各式各样的异形构件，激光选区熔化成型技术(3D打印)正好弥补了这个缺陷，其可以制造出几乎任何形状的产品。然而，目前激光选区熔化成型方法制造的合金经常会出现横纵向性能的明显差异，例如TC4、TA15、TA17、TA1、TC21等钛合金在目前的工艺参数下垂直于生长方向的试样均强度高延伸率低，平行于生长方向的试样均强度低延伸率高，这就不可避免的导致产品的横纵向性能差异，而且通过后续的退火热处理也根本无法扭转横纵向性能的差异性。

金属类合金的各向同性关系到设计许用值大小的建立，若合金存在明显的各向异性，则在运用该合金件时很可能因为其中某些取向的低性能值而导致产品出现损坏等材料失效现象。特别是对于异形结构件来说，这类结构件在使用过程中往往承受多方载荷，因此改善合金各向异性十分必要。

背景技术部分的内容仅仅是公开人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

发明内容

本发明旨在改善合金在成形过程中的组织形态进而减小横纵向的差异性，进一步的，通过热处理方式使横纵向性能最终趋于一致。

本申请的一个方面提供了一种制备具有均一横纵向性能的钛合金制件的方法，包括：

通过在激光选区熔化成型过程中，使所述钛合金制件的至少一部分马氏体转变为α相和/或β相，制备所述钛合金制件；及

通过热处理对所述钛合金制件进行均一化处理。

在本申请的一些实施例中，所述激光选区熔化成型的工艺参数为：激光功率280-330W、扫描速度900-1200mm/s、铺粉层厚20-40μm、光斑直径0.06-0.25mm、激光搭接0-0.2mm、基板温度150-210℃。

在本申请的一些实施例中，所述热处理为真空热处理。

在本申请的一些实施例中，所述真空热处理的真空度为1.0×10^-1-6.67×10^-2Pa。

在本申请的一些实施例中，所述真空热处理的温度为800-925℃，保温时间为2-4h。

在本申请的一些实施例中，采用气冷方式冷却真空热处理后的钛合金制件。

在本申请的一些实施例中，采用球形度≥88％、松装密度2.00-2.45g/cm³、振实密度2.50-2.80g/cm³、霍尔流速≤50s/50g、空心粉率≤0.5％及夹杂物≤0.5％的钛合金粉末进行激光选区熔化成型。

在本申请的一些实施例中，采用D10粒径为18-22μm，D50粒径为26-35μm，D90粒径为45-55μm的钛合金粉末进行激光选区熔化成型。

本申请的另一方面还提供了一种由上述方法制备的具有均一横纵向性能的钛合金制件。

本申请的技术方案可获得具有均一横纵向性能的钛合金制件，其横向、纵向的强度及延伸率差异在5％内，比较一致。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。