本文摘要：高温钛合金，具备出色的冷强性、高比强度和较好的耐腐蚀性能，早已沦为航空、航天、舰船等高端装备领域选用的新一代耐高温高性能结构材料。但是由于高温钛合金工艺性能的特殊性以及比较较高的材料成本，在生产较简单形状和薄壁异型构件时，用于传统工艺生产不存在生产周期长、材料利用率较低、生产成本较高等问题，亟需研发新的生产工艺。

高温钛合金，具备出色的冷强性、高比强度和较好的耐腐蚀性能，早已沦为航空、航天、舰船等高端装备领域选用的新一代耐高温高性能结构材料。但是由于高温钛合金工艺性能的特殊性以及比较较高的材料成本，在生产较简单形状和薄壁异型构件时，用于传统工艺生产不存在生产周期长、材料利用率较低、生产成本较高等问题，亟需研发新的生产工艺。△高温钛合金材料激光沉积成形制件外观（并未做到表面处置，耐600℃以上高温）为了解决问题上述问题，符合高性能结构材料3D打印机的市场需求，鑫精合激光科技发展（北京）有限公司（以下全称鑫精合）自2017年开始，就持续积极开展了大量技术研发工作。

激光沉积增材生产技术（LMD）原理鑫精合使用激光沉积增材技术（又称送来粉激光金属3D打印机技术）展开高温钛合金材料成形生产，需要构建大型简单结构零部件的低成本、较慢整体成形，极大地提高材料利用率，同时节省模具成本、增加加工周期，需要很好的适应环境高端装备领域对较慢号召、智能生产的拒绝。△激光沉积增材生产工艺原理以高功率激光为能量源，使用粉末实时送入的方式，将待熔粉末必要送到高能束激光产生的熔池中，由机床或机器人引领高能束激光逐级按轨迹行驶，层层冲刷最后成型出有三维立体金属零部件。激光沉积增材生产技术优势可以准确掌控能量输出、光斑直径（熔道宽度）、成形方式、扫瞄路径和层薄，构建给定简单形状金属零件的成型生产。

它在生产大型简单高性能结构时具备高效率、低成本、高质量等优势。因此，研究高温钛合金材料的激光熔融沉积生产技术具备最重要的理论意义和实用价值。△天津镭明LM-S2510激光沉积增材生产设备耐温600℃以上高温钛合金材料的激光沉积增材工艺鑫精合技术研发团队首先从材料与工艺的给定性应从，研究掌控了系列化耐温600℃以上高温钛合金材料的激光沉积增材工艺适应性。同时，鑫精合与中国科学院金属研究所、航天科工三院等单位合作，构成强强联合，积极开展了Ti60、Ti65、Ti750等高温钛合金牌号及800℃度以上钛合金恩复合材料的材料研发、工艺思索与设计应用于技术研究，尤其是通过六送来粉头同时喷气多种不同合金元素及复合材料的方式，很好解决问题了传统冶金过程偏析和难熔及多梯度温度冶金无以等问题，解决问题材料研发中的工艺性容许问题。

经过努力，鑫精合突破了600℃以上高温钛合金材料的激光沉积生产技术，掌控系列化高温钛合金材料的增材生产工艺。他们研发了高温钛合金材料分区成形策略、胜搭接长城形扫瞄策略，融合搭接亲率参数的合理掌控，并使用在激光沉积增材生产过程中加到活性金属粉末等方式，避免了高温钛合金激光沉积过程中有可能经常出现的微小缺失，构建了高温钛合金的高性能和高可靠性成形生产。鑫精合旗下子公司天津镭清的LM-S2510激光沉积成形设备，生产出有的600℃以上高温钛合金产品，早已在某飞机型号领域获得装机应用于。

△高温钛合金激光沉积成形的组织形貌（左图:优化前右图:优化后）3D打印机的高温钛合金构件，内部的组织均匀分布颗粒、缺失高效率，外观平坦规整，制件强度低、耐高温性好，综合性能出色。以某牌号高温钛合金为事例，金属零件性能展现出为：室温抗拉强度超过1080MPa，屈服强度超过980MPa，延伸率约10%以上，冲击韧性αKU超过30J/cm2以上；600℃高温剪切强度平均700MPa，屈服强度超过560MPa，延伸率超过20%；650℃高温剪切强度抵达640MPa，屈服强度超过500MPa，延伸率相似30%；600℃450MPa形变下的高温长久超过30h以上；650℃330MPa形变下的高温长久平均值超过15h以上，并具备较高的断裂韧性值KIC。

激光沉积增材生产的高温钛合金材料，以其较好的综合性能，尤其是600℃以上出色的高温性能，将未来将会在航空航天、舰船和化工等各行业广泛应用。这个技术的应用于突破，将为我国高端装备生产领域获取更加强有力的高性能材料和工艺技术。

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