CN117816978B - 一种薄壁构件的后处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种薄壁构件的后处理方法，包括：获取利用增材制造技术制得的薄壁构件并测得其相变温度；将至少一个薄壁构件放置于装有颗粒状材料的容器中，且使外表面均覆盖有颗粒状材料；使容器在惰性气体环境下进行加压和加热；在加热至接近且小于相变温度，同时加压至预设压力时，对放置有薄壁构件的容器进行保温保压；对放置有薄壁构件的容器进行冷却和卸压，并得到致密度更高且显微组织已完成调控的薄壁构件。本发明通过将热等静压和热处理相结合，克服现有后处理技术的多设备、长周期的问题，从而达到缩短周期，降低成本的目的。另外，通过颗粒状材料的填充来固定薄壁构件，可以防止高温热变形，并减少氧化层的形成，有利于后续机加工。
Description
技术领域
本发明实施例涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种薄壁构件的后处理方法，具体涉及利用增材制造技术制得的薄壁构件的后处理方法。
背景技术
钛铝（TiAl）金属间化合物具有低密度、高比强度、优异的抗蠕变和抗氧化性等特点，是能够在600℃以上氧化环境中长期使用的轻质高温合金，可显著提高航空发动机推重比和燃油效率，有望部分替代镍基高温合金，成为航空航天结构件、往复运动结构件的优选材料。目前，TiAl合金制备的叶片已成功应用于航空发动机，传统TiAl合金成形的方法主要包括铸造法、锻造法和粉末冶金法，但因其本征脆性，传统技术存在组织粗大、工艺复杂、加工难度大、成品率低且成本高等问题，进一步限制了TiAl合金的发展应用。近年来，增材制造作为一种近净成形的材料加工技术，可实现任意形状自由制造，简化制造程序，缩短产品研发周期，降低成本。电子束选区熔化技术是采用电子束为高能量热源，在真空环境中对粉末进行逐层扫描、叠加成形的数字化增材制造方法。该技术具有能量密度高、成形速度快、真空洁净等优势，非常适合TiAl等裂纹敏感性材料的加工制造。
TiAl合金还被用于涡轮、叶轮等复杂薄壁构件的制造，由此可见，增材制造TiAl合金复杂构件在航空航天领域展现出广阔的应用前景。
TiAl合金性能与显微组织密切相关，双态组织具有较高的室温塑性，但高温强度、蠕变性能较差；全片层组织具有良好的强度、韧性和蠕变抗力，高温性能优异，但室温塑性较差，导致复杂构件在机加工过程中容易脆断或产生掉块/掉渣，成品率较低；近片层表现出良好的室温和高温性能，是TiAl材料应用的理想组织。增材制造成形TiAl合金的显微组织呈现出沿沉积方向交替分布的层带组织，具有典型的非平衡凝固组织特征，室温力学性能优异，但高温动态性能较差，无法满足工程化应用要求。
相关技术中，对铸件或锻件的后处理技术为热等静压和热处理，热等静压目的是压合铸造内部松缩、气孔等缺陷，使组织致密化，热处理方法多采用两步法或多步循环法进行，通过热处理温度和时间的控制获得不同形态的组织结构，改善合金性能，但热处理流程繁琐，效率低且成本较高。增材制造件的热处理方法是根据合金成分设计不同的热处理温度、保温时间和冷却速率，调控出符合要求的组织结构，提高合金综合性能。以上后处理分步骤开展热等静压和热处理，流程复杂，周期长，成本高，且多采用试样块进行后处理，未考虑TiAl合金在工程化应用下结构件的复杂特征，无法准确指导后续TiAl合金复杂构件的后处理。
关于上述技术方案，发明人发现至少存在如下一些技术问题：
传统铸件或锻件热处理工艺的流程复杂，周期长，成本高。
因此，有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。
需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的技术方案提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种薄壁构件的后处理方法，进而至少在一定程度上解决上述的由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。
本发明首先提供一种薄壁构件的后处理方法，包括：
获取利用增材制造技术制得的薄壁构件并测得所述薄壁构件的相变温度；
将至少一个所述薄壁构件放置于装有颗粒状材料的容器中，且使所述薄壁构件的外表面均覆盖有所述颗粒状材料；
使放置有所述薄壁构件的所述容器在惰性气体环境下进行加压和加热；
在加热至接近且小于所述相变温度，同时加压至预设压力时，通过对放置有所述薄壁构件的所述容器进行保温保压，使所述薄壁构件致密化，并调控显微组织；
对放置有所述薄壁构件的所述容器进行冷却和卸压，得到致密度更高且所述显微组织已完成调控的所述薄壁构件。
可选的，所述薄壁构件为利用电子束选区熔化技术成形的TiAl合金复杂薄壁构件，其中，所述相变温度为TiAl合金α相的相变点的温度。
可选的，所述使放置有所述薄壁构件的所述容器在惰性气体环境下进行加压和加热的步骤包括：
将放置有所述薄壁构件的所述容器放入后处理设备中，通过所述后处理设备进行抽真空处理，完成抽真空处理后充入惰性气体，再通过所述后处理设备进行加压和加热。
可选的，所述使放置有所述薄壁构件的所述容器在惰性气体环境下进行加压和加热的步骤包括：
在加热至设定温度时，停止加热并进行保温；其中，所述设定温度为比相变温度低20℃至比相变温度低5℃的范围内的任意值。
可选的，所述使放置有所述薄壁构件的所述容器在惰性气体环境下进行加压和加热的步骤包括：
在加热过程中根据温度区间确定升温速率；其中，当加热温度小于900℃时，升温速率为20~30℃/min，当加热温度大于等于900℃且小于设定温度时，升温速率为10~15℃/min。
可选的，所述使放置有所述薄壁构件的所述容器在惰性气体环境下进行加压和加热的步骤包括：
在加热过程中根据所述薄壁构件的尺寸确定升温速率；其中，当所述薄壁构件X、Y、Z三个方向的尺寸均＜50mm时，升温速率为20~30℃/min；当所述薄壁构件X、Y、Z三个方向的尺寸均＞50mm时，升温速率为10~15℃/min；当所述薄壁构件X、Y、Z任意两个方向的尺寸＞50mm，升温速率为15~20℃/min。
可选的，所述在加热至接近且小于所述相变温度，同时加压至预设压力时，通过对放置有所述薄壁构件的所述容器进行保温保压，使所述薄壁构件致密化，并调控显微组织的步骤包括：
所述预设压力为100MPa至170MPa范围内的任意值，且保温保压的时间范围为0.5小时至6小时。
可选的，所述对放置有所述薄壁构件的所述容器进行冷却和卸压，得到致密度更高且所述显微组织已完成调控的所述薄壁构件的步骤包括：
所述冷却为随炉冷却或充入惰性气体冷却，冷却速率为10~100℃/min。
可选的，所述将至少一个所述薄壁构件放置于装有颗粒状材料的容器中，且使所述薄壁构件的外表面均覆盖有所述颗粒状材料的步骤包括：
所述薄壁构件的摆放角度与所述薄壁构件的成形方向一致，或者与所述薄壁构件的成形方向垂直，且所述薄壁构件和所述容器的内表面之间的最短距离均大于等于30mm。
可选的，所述将至少一个所述薄壁构件放置于装有颗粒状材料的容器中，且使所述薄壁构件的外表面均覆盖有所述颗粒状材料的步骤包括：
当将多个所述薄壁构件放置于装有颗粒状材料的容器中时，多个所述薄壁构件单层摆放，或者多层摆放，且相邻的两个所述薄壁构件之间的间隔距离大于等于30mm。
本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明中，通过将热等静压和热处理步骤相结合，克服现有后处理技术的多设备、多步骤、长周期的问题，从而达到缩短周期，降低成本的目的。另外，通过颗粒状材料的填充来固定薄壁构件，可以防止高温热变形，并减少氧化层的形成，有利于后续机加工。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出本发明示例性实施例中薄壁构件的后处理方法的流程示意图；
图2示出本发明示例性实施例与常规后处理流程的时间周期对比示意图；
图3示出本发明示例性实施例中薄壁构件在容器内的摆放示意图；
图4示出本发明具体实施例1中成形叶片后处理前的显微组织示意图；
图5示出本发明具体实施例1中成形叶片后处理后的显微组织示意图；
图6示出本发明具体实施例1中成形叶片后处理前后的表面质量对比示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本发明将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。
此外，附图仅为本发明实施例的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。
本示例实施例中首先提供了一种薄壁构件的后处理方法，参考图1所示，包括：
步骤S101：获取利用增材制造技术制得的薄壁构件并测得薄壁构件的相变温度。
步骤S102：将至少一个薄壁构件放置于装有颗粒状材料的容器中，且使薄壁构件的外表面均覆盖有颗粒状材料。
步骤S103：使放置有薄壁构件的容器在惰性气体环境下进行加压和加热。
步骤S104：在加热至接近且小于相变温度，同时加压至预设压力时，通过对放置有薄壁构件的容器进行保温保压，使薄壁构件致密化，并调控显微组织。
步骤S105：对放置有薄壁构件的容器进行冷却和卸压，得到致密度更高且显微组织已完成调控的薄壁构件。
需要理解的是，上述后处理方法采用将热等静压和热处理二合一的处理方法，可以摆脱传统铸件或锻件热处理工艺的复杂性，节约成本、提高效率。
还需要理解的是，通过电子束选区熔化技术获取薄壁构件，从中选出成形质量良好的薄壁构件摆放在容器中，四周填充颗粒状材料。
还需要理解的是，容器可以是坩埚、套筒、包套、箱体等，但不限于此。
还需要理解的是，容器尺寸大于薄壁构件尺寸，小于后处理设备有效空间尺寸。具体的，应根据薄壁构件数量及尺寸选择适宜的后处理设备，考虑到工程化应用构件的批次稳定性，尽量同炉次完成薄壁构件的批量处理，降低设备、环境、人为操作等带来的影响。
还需要理解的是，颗粒状材料可以是石英砂、电容砂，但不限于此。在薄壁构件四周填充颗粒状材料，首先，可以起到固定构件的作用，防止移动和倾斜，其次，在颗粒状材料的压力作用下，可以有效防止薄壁构件在热作用下发生变形。另外，虽然在真空充惰性气体氛围下进行薄壁构件后处理，但也会因为惰性气体纯度和设备密封性等问题，薄壁构件产生高温氧化，颗粒状材料的填充可以减少复杂薄壁构件与空气的直接接触，避免表面氧化层的形成，有利于后续加工处理，还可指导模型设计阶段加工余量的设计，节省原材料，减少打印时间，提高成形效率。
还需要理解的是，真空惰性气体环境为通过抽真空处理后充入惰性气体实现，具体的，真空度为0.001~1Pa，惰性气体为氩气。
还需要理解的是，薄壁构件的相变温度可以通过金相法或差示扫描量热法（DSC法）测定。
还需要理解的是，卸压处理可以和冷却降温同步进行，也可以在保温结束后快速释放压力，再进行冷却降温。
还需要理解的是，以TiAl合金复杂薄壁构件为例，经过上述方法处理后的TiAl合金复杂薄壁构件孔隙得到有效闭合，内部致密度＞99.5%，显微组织调控为α2+γ片层和少量等轴γ晶粒组成的细小近片层组织，平均片层晶粒尺寸为150~250μm，平均片层间距为0.5~2μm。尺寸精度为±0.3mm，变形量小于1mm。
还需要理解的是，基于粉末原材料的增材制造构件内会不可避免的引入孔隙，无法实现完全致密，通常要采用热等静压处理消除孔隙实现致密化。本发明通过在高温下施加一定时间的压力，使薄壁构件内部致密。另外，在施加压力的同时进行合金显微组织调控。
还需要理解的是，在上述后处理方法中，通过控制后处理过程中的加热速率、保温保压温度和时间，实现对显微组织的调控。进一步的还可以通过控制后处理过程中的冷却速率改变合金内相的含量、尺寸、形态等，从而实现对显微组织的调控。例如，针对TiAl合金，具有细小α2+γ片层组织和等轴γ的近片层组织的薄壁构件综合性能优异，满足工程化应用条件。后处理温度处在α+γ两相区，相变路径为α→α+γ→α2+γ。加热过程中，通过控制加热速率，提高α形核率，较快的加热速率可获得更多的α晶粒，在随后的保温过程中形成较多的α片层。通过控制保温温度处于两相区上段，控制片层的析出量及片层团尺寸，较高的后处理温度可提高片层结构含量，长时间的保温则会粗化片层尺寸。另外，在加热保温过程中，α相边界处还会析出少量等轴的γ相。冷却过程中，随着温度降低，α晶粒转变为α2+γ片层，片层间距随冷却速率增加而减小，未转变的等轴γ相保持不变，最终形成了细小α2+γ片层组织和等轴γ的近片层组织，合金呈现出优异的室温和高温性能。
还需要理解的是，上述后处理方法采用热等静压处理和热处理二合一的方法，一步完成后续处理。参考图2所示，常规后处理流程，先进行热等静压处理，再进行两轮的热处理，总体时间为图2中t2。本发明的处理流程的总体时间为图2中t1。其中，在t2的时间和t1的时间中，加热速率和冷却速率均相近甚至相同，但由于本发明的处理流程仅需要一个加热、保温和冷却的流程，从而节省了总体的时间。例如，t2的时间若大约为40个小时，那t1的时间仅需要大约20个小时。另外，常规后处理过程至少需要采用两种设备才能获得致密化和显微组织调控的效果，本发明仅在一种设备中即可实现，大大降低了后处理成本。上述后处理方法还有如下优势：（1）有效闭合薄壁构件内微小孔隙，提高致密度；（2）根据升温速率、保温温度和时间、冷却速率设置，获得细小的近片层组织，提高薄壁构件综合性能；（3）减少后处理工序，缩短周期，提高效率，降低成本；（4）后处理设备的惰性气氛保护可以控制表面氧化，减少薄壁构件模型余量的设计，节省材料，另外，有利于薄壁构件后续机加工；（5）防止薄壁构件变形，推动薄壁构件工程化应用。
通过将热等静压和热处理步骤相结合，克服现有后处理技术的多设备、多步骤、长周期的问题，从而达到缩短周期，降低成本的目的。另外，通过颗粒状材料的填充来固定薄壁构件，可以防止高温热变形，并减少氧化层的形成，有利于后续机加工。
下面，参考图1至图3所示，将对本示例实施例中的上述薄壁构件的后处理方法的各个步骤进行更详细的说明。
在一些实施例中，薄壁构件为利用电子束选区熔化技术成形的TiAl合金复杂薄壁构件。其中，相变温度为TiAl合金α相的相变点的温度。
需要理解的是，更加具体的，TiAl合金复杂薄壁构件的原子百分比可以为：Ti-（43%~49%）Al-（2%~8%）Nb-（0-6%）（Mo，Cr，Mn，Si，B，C，N，O）。其中，除了Al，Nb，Mo，Cr，Mn，Si，B，C，N，O以外剩余的原子百分比皆为Ti。TiAl合金复杂薄壁构件为叶片、叶轮、喷管，但不限于此。TiAl合金复杂薄壁构件成形的能量密度＞45J/mm3时，可获得由均匀细小的双态组织（γ+α2）和少量等轴γ条带组成的显微组织。
在一些实施例中，参考图3所示，步骤S102中包括：
步骤S201：薄壁构件的摆放角度与薄壁构件的成形方向一致，或者与薄壁构件的成形方向垂直，且薄壁构件和容器的内表面之间的最短距离均大于等于30mm。
需要理解的是，根据TiAl合金复杂薄壁构件结构特征选择适宜的摆放位置，在避免薄壁构件热变形的同时，提高薄壁构件致密度，获得近片层显微组织，提高综合性能。薄壁构件和容器之间的最短距离b不小于30mm。
在一些实施例中，参考图3所示，步骤S102中包括：
步骤S202：当将多个薄壁构件放置于装有颗粒状材料的容器中时，多个薄壁构件单层摆放，或者多层摆放，且相邻的两个薄壁构件之间的间隔距离大于等于30mm。
需要理解的是，当将多个薄壁构件放置于装有颗粒状材料的容器中时，应确保薄壁构件之间相互独立，参考图3所示，相邻薄壁构件之间最短距离a不小于30mm。薄壁构件可以在容器中单层摆放，也可以多层摆放。当多层摆放时，相邻层薄壁构件之间的间隔应不小于30mm。具体的，第一层和第二层的薄壁构件可以沿层高方向对齐摆放，也可以错开摆放。也可以将第一层和第二层的构件沿层高方向对齐摆放，第三层构件相对第二层位置错开摆放。
在一些实施例中，步骤S103中包括：
步骤S301：将放置有薄壁构件的容器放入后处理设备中，通过后处理设备进行抽真空处理，完成抽真空处理后充入惰性气体，再通过后处理设备进行加压和加热。
需要理解的是，后处理设备可以是热等静压设备、真空加压设备等，但不限于此。优选地，后处理设备需满足薄壁构件温度、压力、冷却等要求，且控温精度为±2℃，压力精度为±3MPa。
在一些实施例中，参考图2所示，步骤S103中包括：
步骤S302：在加热至设定温度T1时，停止加热并进行保温。
其中，设定温度T1为比相变温度低20℃至比相变温度低5℃的范围内的任意值。
需要理解的是，将装有复杂薄壁构件的容器放入后处理设备中，进行抽真空处理，随后充入一定的惰性气体后开始升温至（Tα-20）℃~（Tα-5）℃，同时施加一定的压力，其中Tα为相变温度。升温升压至设置工艺后进行保温保压，最后通过控制冷却速率进行冷却和卸压处理，获得致密、细小近片层组织的TiAl合金复杂薄壁构件。
在一些实施例中，参考图2所示，步骤S103中包括：
步骤S303：在加热过程中根据温度区间确定升温速率V1。
其中，当加热温度小于900℃时，升温速率V1为20~30℃/min，当加热温度大于等于900℃且小于设定温度T1时，升温速率V1为10~15℃/min。
需要理解的是，不同温度阶段设计不同的升温速率，可以提高效率，同时控制相的转变量。
在一些实施例中，参考图2所示，步骤S103中包括：
步骤S304：在加热过程中根据薄壁构件的尺寸确定升温速率V1。
其中，当薄壁构件X、Y、Z三个方向的尺寸均＜50mm时，升温速率V1为20~30℃/min；当薄壁构件X、Y、Z三个方向的尺寸均＞50mm时，升温速率V1为10~15℃/min；当薄壁构件X、Y、Z任意两个方向的尺寸＞50mm，升温速率V1为15~20℃/min。
需要理解的是，不同薄壁构件尺寸采用不同的升温速率，可减小温度的不均匀分布，降低温度梯度，有效防止薄壁构件变形。
在一些实施例中，步骤S104中的预设压力P为100MPa至170MPa范围内的任意值，且保温保压的时间范围为0.5小时至6小时。
需要理解的是，通过控制保温温度处于两相区上段，控制片层的析出量及片层团尺寸，较高的后处理温度可提高片层结构含量，长时间的保温则会粗化片层尺寸。另外，在加热保温过程中，α相边界处还析出少量等轴的γ相。
在一些实施例中，参考图2所示，步骤S105中包括：
步骤S501：冷却为随炉冷却或充入惰性气体冷却，冷却速率V2为10~100℃/min。
需要理解的是，不同的冷却速率可以获得不同的片层间距，冷却速率越大，片层间距越小。但在脆性转变温度以下的快速冷却会增加构件开裂的风险，不适合工程化应用构件的处理。
结合上述多个实施方式，本发明还提供了下述具体实施例。参考图4至图6，经实验对比得到致密度更高的薄壁构件。
实施例
采用电子束选区熔化技术成形Ti-48Al-2Cr-2Nb合金叶片，叶片XYZ方向的最大尺寸为45×56×200mm3。熔化成形采用的能量密度为46J/mm3，显微组织呈现出双态组织和等轴条带组成的混合组织，如图4所示。
将成形质量良好的27个叶片摆放至尺寸为500×500×800mm3箱体中，先在箱体底部填充高度为50mm的电容砂，再将叶片沿着成形方向均匀放置于电容砂上，根据叶片尺寸和箱体尺寸设计叶片摆放层数为3层，每层摆放9个叶片，单层相邻叶片之间间距为50mm，不同层之间的间距为40mm，叶片周围和层与层之间均采用电容砂填充，可稳固叶片，防止变形，且避免表面氧化。
采用金相法测得Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的Tα相变点为1330℃。
将箱体放在真空加压炉中进行后处理，首先进行抽真空处理，再充入一定量的氩气，设置后处理温度为1315℃，压力为150MPa，保温保压的时间为2h，再进行随炉冷却至室温，构件致密度为99.8%，显微组织为α2+γ片层和少量分布在片层晶团间的等轴γ组成的近片层组织，平均片层晶粒尺寸为220μm，平均片层间距为1μm，如图5所示。其中，温度小于900℃时升温速率为25℃/min，温度为900~1315℃时升温速率为12℃/min，冷却速率为30℃/min。常规后处理流程为热等静压处理、样件转运、热处理，采用本申请的方法可节省热等静压和转运时间，效率提升约200%。就成本而言，常规方法采用两类设备进行后处理，成本高，本申请的方法仅采用一种设备即可获得相同的效果，成本可降低约40%。
对处理后的叶片进行尺寸测量，成形精度小于±0.3mm，变形量为0.5mm，对比分析叶片热处理后的表面质量，如图6所示，常规未有保护气氛的热处理叶片叶身部位发生明显变形，构件变形量较大，且表面氧化层较厚，本发明处理后的叶片未发生变形，表面生成一层黑色薄膜，可以较好的控制氧化。
需要理解的是，上述描述中的术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
Claims (7)
1.一种薄壁构件的后处理方法，其特征在于，包括：
获取利用增材制造技术制得的薄壁构件并测得所述薄壁构件的相变温度；其中，所述薄壁构件为利用电子束选区熔化技术成形的TiAl合金复杂薄壁构件；
将至少一个所述薄壁构件放置于装有颗粒状材料的容器中，且使所述薄壁构件的外表面均覆盖有所述颗粒状材料；
使放置有所述薄壁构件的所述容器在惰性气体环境下进行加压和加热；
在加热至设定温度同时加压至预设压力时停止加热，通过对放置有所述薄壁构件的所述容器进行保温保压，使所述薄壁构件致密化，并调控显微组织；其中，所述设定温度为比相变温度低20℃至比相变温度低5℃的范围内的任意值；所述相变温度为TiAl合金α相的相变点的温度；保温保压的时间范围为0.5小时至6小时；所述预设压力为100MPa至170MPa范围内的任意值；
对放置有所述薄壁构件的所述容器进行冷却和卸压，得到致密度更高且所述显微组织已完成调控的所述薄壁构件；其中，冷却速率为10~100℃/min。
2.根据权利要求1所述的薄壁构件的后处理方法，其特征在于，所述使放置有所述薄壁构件的所述容器在惰性气体环境下进行加压和加热的步骤包括：
将放置有所述薄壁构件的所述容器放入后处理设备中，通过所述后处理设备进行抽真空处理，完成抽真空处理后充入惰性气体，再通过所述后处理设备进行加压和加热。
3.根据权利要求2所述的薄壁构件的后处理方法，其特征在于，所述使放置有所述薄壁构件的所述容器在惰性气体环境下进行加压和加热的步骤包括：
在加热过程中根据温度区间确定升温速率；其中，当加热温度小于900℃时，升温速率为20~30℃/min，当加热温度大于等于900℃且小于设定温度时，升温速率为10~15℃/min。
4.根据权利要求2所述的薄壁构件的后处理方法，其特征在于，所述使放置有所述薄壁构件的所述容器在惰性气体环境下进行加压和加热的步骤包括：
在加热过程中根据所述薄壁构件的尺寸确定升温速率；其中，当所述薄壁构件X、Y、Z三个方向的尺寸均＜50mm时，升温速率为20~30℃/min；当所述薄壁构件X、Y、Z三个方向的尺寸均＞50mm时，升温速率为10~15℃/min；当所述薄壁构件X、Y、Z任意两个方向的尺寸＞50mm，升温速率为15~20℃/min。
5.根据权利要求1所述的薄壁构件的后处理方法，其特征在于，所述对放置有所述薄壁构件的所述容器进行冷却和卸压，得到致密度更高且所述显微组织已完成调控的所述薄壁构件的步骤包括：
所述冷却为随炉冷却或充入惰性气体冷却。
6.根据权利要求1-5任一项的所述的薄壁构件的后处理方法，其特征在于，所述将至少一个所述薄壁构件放置于装有颗粒状材料的容器中，且使所述薄壁构件的外表面均覆盖有所述颗粒状材料的步骤包括：
所述薄壁构件的摆放角度与所述薄壁构件的成形方向一致，或者与所述薄壁构件的成形方向垂直，且所述薄壁构件和所述容器的内表面之间的最短距离均大于等于30mm。
7.根据权利要求6所述的薄壁构件的后处理方法，其特征在于，所述将至少一个所述薄壁构件放置于装有颗粒状材料的容器中，且使所述薄壁构件的外表面均覆盖有所述颗粒状材料的步骤包括：
当将多个所述薄壁构件放置于装有颗粒状材料的容器中时，多个所述薄壁构件单层摆放，或者多层摆放，且相邻的两个所述薄壁构件之间的间隔距离大于等于30mm。
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