原位合成TiC颗粒增强Al基构件的增材制造.pdf

原位合成TiC颗粒增强Al基构件的增材制 造 李正阳1* 彭爽1,2 蒋华臻 徐江1 2 1 （中国科学院力学研究所 先进制造工艺力学重点实验室 北京 100190） 2 (南京航空航天大学 材料科学与技术学院 南京 210016) 摘要： 本文提出了一种基于金属复合材料的增材制造方法。该方法包括以下步骤：首先，将 Ti-C-Al粉末压块加入Al液，以原位反应合成的TiC颗粒的形态和数量调节TiC/Al复合材P 料熔体的粘度，其次，将Ti-C-Al熔体从位于坩埚底部的喷嘴挤出，熔体冷却、凝固在喷嘴 下方作三维运动的水平基板上，实现增材制造。通过改变基板运动速率等参数对复合材料熔 体成形效果进行了研究,发现原位合成的亚微米级的TiC颗粒能够有效控制熔体粘度，有利 1 于熔体成形，同时也能提高成形件的力学性能。与借助于高能束的增材制造方法相比，本方 v 法从熔体直接成形，无需粉或丝，大大缩短了制造流程。 5 关键词：增材制造；Al基复合材料；原位合成 3 6 分类号：TH164，TF125.2 0 0 . 5 Additivemanufacturingfor in-situ synthesisTiCparticle 0 7 1 reinforced Al matrix parts 0 1* 1,2 1 2 2 Li Zhengyang Peng Shuang Jiang Huazhen Xu Jiang : 1(Key Lab of Mechanics in Advanced Manufacturing, Institute of Mechanics, v i Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100190, China) X 2 a (Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Institute of n materials science and technology Nanjing, 210016) i h Abstract： c A novel method of metal additive manufacture for particles reinforced metal matrix composites is presented in this paper. The method including the following steps,firsttheviscosityofTi-C-Almeltiscontrolledbythenumberandmorphology of TiC particles formed by adding powder compact into Al melt, second the TiC/AlP melt is extruded from the outlet at the bottom of crucible. Beneath the outlet is a horizontal plate, the melt is cooled, solidified and formed with 3D move