科创中国

成果简介： 

钛基合金材料由于其独特且优异的性能组合而广泛用于各个领域。通过开发钛基复合材料（TMCs），可以进一步提高常规钛合金的硬度，强度和耐磨性等性能。选区激光熔化技术（SLM）为高效制造复杂形状的钛基复合材料零件提供了优异的平台。但是目前适配 SLM 技术的钛基合金球形粉末价格高昂（以≤53μm粒径的 Ti-6Al-4V 粉末为例，气雾化粉末价格普遍高于 150 万元/吨）。另一方面，钛基复合材料适配 SLM 技术的球形粉末制造难度较大，且 TMCs 增材制造的加工复杂性，对这一领域的研究还较少。因此，开发一种低成本制备适配 SLM 制

备技术的钛基合金及钛基复合材料粉体，对于促进钛基合金及其复合材料增材制造技术发展具有重要的意义。为此，我们利用喷雾干燥造粒技术，设计了全新的“球磨混粉-喷雾造粒-阶段热处理”制粉工艺，旨在生产适用于 SLM 工艺的低成本、高性能、高球形度、无缺陷的复合材料粉末。该技术是利用喷雾干燥的方式，基于超细颗粒 TiH2 粉末，添加不同量的超细增强相粉末，与粘结剂混合，经过喷雾、干燥以及阶段热处理，经过脱脂、脱氢以及预烧结阶段，进行近球形钛基复合材料粉末制备。在此基础上，选用 TiB2/Ti 复合材料体系制备复合材料粉末，优化 SLM 工艺参数，探讨粉末特性-工艺参数-成形件微观组织和性能之间的耦合关系，为大规模工业 SLM 制 备 TMCs 复合材料提供理论支撑。