[发明专利]一种基于电弧增材的船用钛合金梯度复合材料制备方法

权利要求书

1.一种基于电弧增材的船用钛合金梯度复合材料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将待加工金属零件基板预处理后固定；

步骤2：建立待加工金属零件的三维模型，获得增材制造路径并设定对应的工艺参数；

步骤3：通过GTA焊柜的TIG电弧作用在基材的工作面上形成较长的熔池，将钛合金丝材和增强相颗粒进入电弧熔池中，并在熔池的冷却过程中实现增强相颗粒的植入，其中，增强相颗粒通过送粉嘴喷入熔池内1000℃～2000℃温度区间；

步骤4：将增强相颗粒在复合材料中呈现梯度分布；

步骤5：通过增强相颗粒的梯度分布，所述复合材料分布为非强化层、过渡层、强化层三部分，所述非强化层、过渡层、强化层中的增强相颗粒逐渐增多。

2.根据权利要求1所述的基于电弧增材的船用钛合金梯度复合材料制备方法，其特征在于，钛合金丝材从熔池前沿送进，增强相颗粒从熔池后半部分送入。

3.根据权利要求2所述的基于电弧增材的船用钛合金梯度复合材料制备方法，其特征在于，所述GTA焊柜通过设置的钨极作为引弧热源，所述钨极与基体垂直布置，在钨极的前侧设置送丝机构，在送丝机构上设置倾斜移动的钛合金丝材，在钨极电弧热源的后侧设置送粉嘴，所述送粉嘴能够相对所述GTA焊柜进行移动或者转动。

4.根据权利要求3所述的基于电弧增材的船用钛合金梯度复合材料制备方法，其特征在于，在步骤4中，通过同时调整钛合金丝材的送丝速度和增强相颗粒的送粉速度控制增强相颗粒植入量，通过逐层调整，使得增强相颗粒在基体中呈逐渐增多的阶梯状布置。

5.根据权利要求1～4任一项所述的基于电弧增材的船用钛合金梯度复合材料制备方法，其特征在于，在步骤1中，基板的预处理包括打磨、清洗、干燥工序，然后将预处理后的基板固定至工作台。

6.根据权利要求5所述的基于电弧增材的船用钛合金梯度复合材料制备方法，其特征在于，所述打磨工序采用机械表面打磨，所述清洗工序包括分别采用丙酮、酒精溶剂进行的超声波清洗。

7.根据权利要求1所述的基于电弧增材的船用钛合金梯度复合材料制备方法，其特征在于，在步骤2中，根据切片处理获取的增材制造路径设定送丝速度、电流、电压、送粉角度、送粉速度的工艺参数，逐层调整控制。

8.根据权利要求1所述的基于电弧增材的船用钛合金梯度复合材料制备方法，其特征在于，所述增强相颗粒为陶瓷颗粒。

9.根据权利要求1所述的基于电弧增材的船用钛合金梯度复合材料制备方法，其特征在于，所述待加工金属零件为钛、钢、铝、铜金属中的任一种或组合。

10.根据权利要求1或2或3或4或6或7或8或9所述的基于电弧增材的船用钛合金梯度复合材料制备方法，其特征在于，用于制备钛合金阀门，所述钛合金阀门中的密封副一体化制造。