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新材料技术,金属材料,激光增材制造钛合金层间结合

本发明公开了一种提高激光增材制造钛合金层间结合性能的方法。首先将基材预热至300℃，对激光增材制造工艺窗口优化，对激光沉积过程中沉积层中部熔池的定点温度变化记录，获得熔池中心的定点热循环曲线，提取出峰值温度 T 及液相线与温度曲线的截距 t，并对液相线以上温度曲线部分对时间积分 I；根据 T ≥ ***，t ≥ ***，I ≥ *** 原则对工艺参数进行优化，获得的优化工艺窗口：激光功率为 600 ～ 900W，扫描速度为 6 ～ 10mm/s，送粉量为 8-14g/min，光斑直径为1 ～ 2mm；高度方向增量 Z 为 ***~*** 毫米/ 层；获得无层间缺陷的钛合金成形件。本发明能有效提高钛合金成形件的层间结合性能。

（1）本发明能有效提高钛合金成形件的层间结合性能 （2）激光增材制造，也称“激光增材制造”，是一种将激光熔覆技术与快速原型技术相结合的先进制造技术。该技术以高能激光束为热源，以送粉/丝或铺粉为材料供给方式，通过分层加工、逐层累加的方式实现三维实体零件的快速成形，有效地缩短生产周期与降低零件加工成本。 （3）此外，激光增材制造也能实现磨损零件的快速修复。激光增材制造钛合金是采用移动式激光热源将材料快速加热熔化，并随着激光热源的远离而快速凝固，进而形成熔覆层，再通过逐道搭接、逐层叠加实现三维零件的成形。 （3）钛合金由于具有比强度高、生物相容性好及抗腐蚀等特点被广泛应用于航空航天及生物医疗等领域。 由于激光增材制造独特的逐层累加方式，激光增材制造钛合金具有以下特征： 1)周期性的层带效应； 2)显微组织不均匀； 3)层间界面易产生缺陷； 4)较弱的层间结合性能及低的塑性。

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