一种TiC-FeCr-Gr复合材料构件的激光成形方法

摘要

本发明涉及一种TiC-FeCr-Gr金属复合材料结构件的激光成形方法，其所选用的原料粉体配方为：石墨0.91~3.61wt.%，Ti粉末4.32~9.81wt.%，Cr粉末13.47~23.21wt.%，稀土氧化物0.13~0.33wt.%，Fe粉末余量。激光成形的粉体定量配送与混合采用多料斗螺旋送粉混合系统完成，激光成形的喷嘴采用同轴不连续喷粉头，利用系统对送粉和激光的控制，实现复合部件的内外部分层结构的成形，复合材料的力学性能可达到基体金属材料的60%以上。

主权项

一种TiC‑FeCr‑Gr复合材料构件的激光成形方法，其特征在于包括以下步骤：（1）原料配方与预处理原料配方为：石墨 0.91~3.61wt.%，Ti 粉末4.32~9.81wt.%，Cr粉末13.47~23.21wt.%，稀土氧化物0.13~0.33wt.%，Fe粉末余量；原料采用粉体形式，金属粉末和石墨粉颗粒尺寸60~200微米；将金属Ti粉、稀土氧化物粉末一起球磨0.5~6小时；将Fe粉、Cr粉末一起球磨0.5~6小时；（2）送粉与混料采用多料斗螺旋送粉混合系统送粉和及时混合，所述多料斗螺旋送粉混合系统由三个送粉器分别通过送粉管与一个共同的激光头连接组成，将Ti粉、稀土氧化物粉末放入第1个料斗中，石墨粉置于第2个料斗中，Fe、Cr混合粉末置于第3个料斗中；3个送粉器同时送粉，并通过调整螺杆转速控制粉体的比例；（3）激光成形   激光成形的激光头采用3管同轴不连续喷嘴，实现对激光熔池的环抱粉体喷射，使激光熔池各成分均匀分布；将设计部件的数字图形数据利用分层软件进行切片，并建立分层激光扫描路径及其层间连接配合，设置每层厚度为0.04~0.6mm，然后在四轴数字加工机床上分层进行激光成形；控制送粉成分和激光扫描路线，使得局部生成的增强相TiC比例成梯度连续变化，即构件内部为金属基体材料，外层为TiC‑FeCr‑Gr复合材料，并最终使用的原料符合步骤（1）的要求。