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专利号: 2024104055897
申请人: 南昌航空大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种超声波辅助增材制造钛合金材料的制备方法,其特征在于:在电弧增材制造的同时对钛合金材料基板施加超声振动,超声波通过基板传递到熔池,通过空化效应和对流促进柱状晶的破碎和等轴晶的形成。

2.根据权利要求1所述的超声波辅助增材制造钛合金材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:所述钛合金材料基板进行表面预处理,随后使用工装夹具固定;

S2:将超声辅助系统的超声振动头固定于所述钛合金材料基板正下方中心位置,且超声振动头与超声辅助系统的焊枪始终处于同一平面内;

S3:启动电弧增材制造系统和超声辅助系统,通过同轴送丝机输送钛合金焊丝,在钛合金材料基板上进行第一层的沉积;

S4:关闭超声振动装置,冷却后将焊枪提高进行第二层的沉积;

S5:重复步骤S4,逐层沉积,直到获得所需钛合金薄壁成型件,关闭电弧增材制造系统和超声辅助系统,冷却后完成钛合金材料的制备。

3.根据权利要求2所述的超声波辅助增材制造钛合金材料的制备方法,其特征在于:所述步骤S1中表面预处理为:使用SiC砂纸打磨去除表面氧化层后再用丙酮擦拭吹干。

4.根据权利要求2所述的超声波辅助增材制造钛合金材料的制备方法,其特征在于:所述步骤S2中超声辅助系统的超声振动头顶压在所述钛合金材料基板正下方中心位置,压力值设定为0.2MPa。

5.根据权利要求2所述的超声波辅助增材制造钛合金材料的制备方法,其特征在于:所述钛合金材料基板为退火态TC4钛合金,包括Al 6.10%,V 3.90%,Fe 0.15%,C 0.08%,Ti余量;所述钛合金焊丝包括Al 6.05%,V 4.0%,Fe 0.15%,C 0.02%,Ti余量。

6.根据权利要求5所述的超声波辅助增材制造钛合金材料的制备方法,其特征在于:所述超声辅助系统超声波频率20kHz,超声波振幅为50μm;所述电弧增材制造系统电流为

130A,电压为11.7V,送丝速度为5.3m/min,行进速度为0.48m/min,氩气流量为15L/min。

7.根据权利要求6所述的超声波辅助增材制造钛合金材料的制备方法,其特征在于:所述步骤S4的冷却时间为120s。

8.根据权利要求6所述的超声波辅助增材制造钛合金材料的制备方法,其特征在于:所述电弧增材制造系统的焊枪为单项式沉积焊枪。