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【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及增材制造,特別涉及一種增材制造鈦合金疲勞性能提升方法。
技術介紹
1、增材制造技術,在鈦合金零部件的制造方面具有獨特優勢,能夠實現復雜結構的快速成型。
2、然而,增材制造鈦合金往往存在疲勞性能較差的問題,這主要是由于其內部存在孔隙、未熔合缺陷、殘余應力以及晶粒組織不均勻等因素導致的。這些缺陷和不良組織在循環載荷作用下容易成為裂紋源,從而顯著降低鈦合金的疲勞壽命,限制了增材制造鈦合金在航空航天、生物醫學等對疲勞性能要求較高領域的廣泛應用。因此,開發一種有效的增材制造鈦合金疲勞性能提升方法具有重要的現實意義。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種增材制造鈦合金疲勞性能提升方法,用以解決
技術介紹
中的缺點。
2、為了達到上述專利技術目的,本專利技術采用的技術方案為:
3、一種增材制造鈦合金疲勞性能提升方法,包括以下步驟:
4、步驟s100、通過大量實驗和數值模擬相結合的方式,對激光功率、掃描速度、掃描間距、鋪粉厚度等增材制造工藝參數進行優化,用于獲得最小孔隙率和最佳熔合效果;
5、步驟s200、將增材制造后的鈦合金零件在真空或惰性氣體保護氣氛下進行去應力退火處理;
6、步驟s300、對零件進行噴丸處理,有效抑制表面裂紋的萌生和擴展,同時使表面晶粒細化,提高表面硬度和強度。
7、進一步,在步驟s300之后進行步驟s400、上述處理后的鈦合金零件表面制備一層陶瓷涂層或金屬涂層。
8、
9、進一步,具體的,經過實驗確定激光功率為200w,掃描速度1000mm/s,掃描間距0.1mm,鋪粉厚度0.04mm,在此參數下成型試件的致密度達到98%以上,孔隙率顯著降低。
10、進一步,在步驟200中,具體的,退火溫度設定在550℃~650℃之間,保溫時間為2~4小時,隨后以50~100℃/h的冷卻速率冷卻至室溫;此步驟能夠有效降低零件內部的殘余應力,減少因殘余應力導致的裂紋萌生風險。
11、進一步,在步驟300中,具體的,采用硬度在45~55hrc和直徑為0.3~0.5mm的彈丸,以0.3~0.5mpa的噴射壓力和100%~200%的覆蓋率對鈦合金零件表面進行噴丸處理。
12、進一步,步驟s300中,在去應力退火后進行再結晶退火處理;退火溫度控制在750℃~850℃,保溫時間1~3小時,使鈦合金內部的晶粒發生再結晶,細化晶粒組織,進一步提升材料的強度和韌性,從而間接提高疲勞性能。
13、進一步,在噴丸處理后進行超聲沖擊處理,改善零件表面的殘余應力狀態,使表面組織更加均勻致密,進一步提升疲勞性能;具體的,超聲沖擊頻率設定在20~30khz,沖擊能量20~40j,處理時間5~10分鐘。
14、本專利技術的有益效果為:
15、本專利技術的增材制造鈦合金疲勞性能提升方法從內部結構優化、殘余應力消除、表面強化以及腐蝕防護等多個方面綜合作用,顯著提高了增材制造鈦合金的疲勞性能,使其在航空航天、生物醫學等對疲勞性能要求苛刻的領域具有更廣泛的應用前景,提升了產品的可靠性和使用壽命,降低了因疲勞失效導致的安全風險和維護成本。
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1.一種增材制造鈦合金疲勞性能提升方法,其特征在于,包括以下步驟:
2.根據權利要求1所述的一種增材制造鈦合金疲勞性能提升方法,其特征在于,
3.根據權利要求1所述的一種增材制造鈦合金疲勞性能提升方法,其特征在于,
4.根據權利要求3所述的一種增材制造鈦合金疲勞性能提升方法,其特征在于,
5.根據權利要求1所述的一種增材制造鈦合金疲勞性能提升方法,其特征在于,
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7.根據權利要求1所述的一種增材制造鈦合金疲勞性能提升方法,其特征在于,
8.根據權利要求2所述的一種增材制造鈦合金疲勞性能提升方法,其特征在于,
【技術特征摘要】
1.一種增材制造鈦合金疲勞性能提升方法,其特征在于,包括以下步驟:
2.根據權利要求1所述的一種增材制造鈦合金疲勞性能提升方法,其特征在于,
3.根據權利要求1所述的一種增材制造鈦合金疲勞性能提升方法,其特征在于,
4.根據權利要求3所述的一種增材制造鈦合金疲勞性能提升方法,其特征在于,
<...【專利技術屬性】
技術研發人員:王永欣,吳玉雪,王泓,乙曉偉,趙晨曦,
申請(專利權)人:西北工業大學,
類型:發明
國別省市:
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