[发明专利]一种基于电子束选区熔化的纳米颗粒增强钛基复合材料的增材制造方法

权利要求书

1.一种基于电子束选区熔化的纳米颗粒增强钛基复合材料增材的制造方法，其特征在于，其包括如下步骤：

S1、钛基复合材料球形粉末的制造；

S2、粉末的筛选；

S3、构建数字模型；

S4、电子束增材制造；

S5、后处理；

在步骤S4中，所述电子束增材制造采用的电子束选区熔化工艺参数为：熔化电流6.0～25mA、熔化扫描速度4.0～20m/s、预热电流20～50mA、预热扫描速度15～50m/s、层厚35～90μm、道次间距60～120μm、往复式或者棋盘式扫描策略、基板预热温度400～1000℃。

2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述球形粉末的制造采用等离子旋转电极法或无坩埚电极气雾化法制造钛基复合材料的球形预合金粉末。

3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在步骤S1中，所述钛基复合材料球形粉末的原材料包括合金基体和增强相，所述合金基体为纯钛、TC4、TA15、Ti6242或Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系列高温钛合金中的任一种，增强相为TiB、TiC、TiN、Ti₅Si₃或稀土氧化物中的一种或一种以上；所述增强相的体积分数在0.5％～8.0％之间进行选择。

4.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述稀土氧化物为La₂O₃或Y₂O₃。

5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在步骤S2中，所述筛选的粒度为40～140μm的球形粉末。

6.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在步骤S3中，所述构建数字模型为利用计算机绘图软件，构建出目标形状的钛基复合材料样品的三维数字化模型，之后将三维数字模型进行切片离散化处理，导出为直接用于增材制造的数字模型文件。

7.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于，计算机绘图软件为Proe、UG、Solidworks或Materialise Magics。

8.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在步骤S4中，在电子束增材制造的过程中，保持成形室的真空度≤0.01Pa，或者成形室保持0.10～1.0Pa的流动氦气。

9.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在步骤S5中，所述后处理为步骤S4制造的钛基复合材料样品从粉床中取出，与基板分离，并进行粉末清理、支架切割、表面喷砂和热处理。