[发明专利]一种高性能高温梯度材料构件的制造方法

权利要求书

1.一种TC17/TiAl高温高性能梯度材料构件的制造方法，具体包括：

1)第一混粉过程：在混粉空腔上部通入TC17、TiAl粉末，下部采用氩气进行第一控制混合，完成所述第一控制混合后，打开空腔下部粉管塞，混合好的粉末进入送粉系统；

2)激光熔化沉积第一过渡层：以送粉系统中混合好的TC17、TiAl粉末为原材料，基材选择激光增材制造TC17板材；在沉积第一过渡层之前用一束低功率激光快速扫描基板以保证基材温度在600℃左右，同时用一束高功率激光快速扫描沉积区以保证沉积区的预热温度在800℃左右；随后进行第一过渡层激光熔化沉积；

3)第二混粉过程：在混粉空腔上部通入TC17、TiAl粉末，下部采用氩气进行第二控制混合，完成所述第二控制混合后，打开空腔下部粉管塞，混合好的粉末进入送粉系统；

4)激光熔化沉积第二过渡层：以送粉系统中混合好的TC17、TiAl粉末为原材料，直接在第一过渡层上进行第二过渡层激光熔化沉积，在更换粉管进行沉积之前，对已沉积的第一过渡层的表面进行预热，参数与沉积第二过渡层的激光功率和扫描速度一致；

5）激光熔化沉积TiAl层：在混粉空腔上部通入TiAl进入送粉系统作为原材料，直接在第二过渡层上进行TiAl层的激光熔化沉积；在更换粉管进行沉积之前，对已沉积的第二过渡层的表面进行预热，参数与沉积第二过渡层的激光功率和扫描速度一致；

6）对成型的构件进行去应力退火处理；

其中，TC17粉末粒径为100-240μm、TiAl粉末粒径为320-400μm，所述第一控制混合得到的混合粉末中TC17与TiAl的质量比为2-1.5:1，所述第二控制混合得到的混合粉末中TC17与TiAl的质量比为1-1.5:2；

所述第一控制混合和第二控制混合，采用如下的公式控制氩气流量以实现混合粉末中不同的粉末比例，

Q_Ar=（q_a+q_b）/k

其中，Q_Ar是氩气的流量；k为经验粉末质量分数系数，q为进入空腔的粉末流量，下标a为TC17，b为TiAl，对于第一控制混合k取3.5，对于第二控制混合k取6。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述去应力退火，是在500℃条件下退火12h。

3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述低功率激光快速扫描是使用2kW激光束按照1500mm/min的速度扫描，高功率激光快速扫描是使用6kW激光束按照1500mm/min的速度扫描。

4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，激光熔化沉积过渡层的工艺参数是第一过渡层激光功率6kW、束斑直径5mm，扫描速度800mm/min、送粉速率800g/h；第二过渡层激光功率4kW、束斑直径5mm，扫描速度800mm/min、送粉速率800g/h，激光熔化沉积TiAl的工艺参数是激光功率4kW、束斑直径3mm、扫描速度1000mm/min、送粉速率1200g/h。

5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第一和第二过渡层中，分别存在体积分数为36%和78%的α₂+γ片层组织。

6.一种TC17/TiAl高温高性能梯度材料，其由权利要求1-5任意一项所述的制造方法制备得到。