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基于CMT的钛合金电弧增材制造技术研究现状与展望
摘要：
钛合金具有优异的机械性能和耐腐蚀性能，因而在航空、航天、船舶、医疗等领域得到广泛的应用。电弧增材制造技术（ArcAdditiveManufacturing，AAM）被认为是一种高效、精密、可重复的制造方法。本文综述了基于CMT的钛合金电弧增材制造技术的研究现状，重点介绍了CMT制造工艺、CMT工艺对钛合金材料性质的影响及其研究进展、现有研究存在的问题以及未来展望。
关键词：钛合金，电弧增材制造，CMT，制造工艺，性质影响，研究现状，展望
一、引言
钛合金因其优异的机械性能和耐腐蚀性能，成为航空、航天、船舶、医疗等领域的重要材料。目前，许多钛合金零件是通过传统的机械加工方法制造的。但是，这种方法存在工艺复杂、废料率高、材料利用率低等问题。
电弧增材制造技术（ArcAdditiveManufacturing，AAM）因其高效、精密、可重复等特点逐渐得到广泛应用。研究表明，钛合金电弧增材制造技术对材料性质影响较小，可以制造出高质量、高精度的钛合金零件。CMT技术是一种较新的电弧增材制造技术，其与钛合金电弧增材制造技术的结合，为钛合金制造领域提供了新的机遇。
本文旨在综述基于CMT的钛合金电弧增材制造技术的研究现状，重点介绍CMT制造工艺、CMT工艺对钛合金材料性质的影响及其研究进展、现有研究存在的问题以及未来展望。
二、CMT制造工艺
CMT全称ColdMetalTransfer，是一种相对较新的电弧焊接技术，最早由JohanDaal和GuntherPalm在1997年提出。CMT技术采用交流电源和计算机控制技术，可实现较高的焊接质量和稳定性，具有焊接温度低、氧化物少、对材料变形小等优点。CMT技术的出现，极大地推动了钛合金电弧增材制造技术的发展。
基于CMT的钛合金电弧增材制造技术是将钛合金粉末通过熔化加热，在热熔池中进行定向成形，逐层构建出三维实体零件。该技术具有高效、精细、节能等优点。在CMT制造工艺中，主要包括以下几个步骤：
1.设计建模阶段：通过计算机辅助设计软件，设计出钛合金零件的三维模型，并进行计算模拟。
2.材料制备阶段：选取优质的钛合金粉末作为原材料，进行筛选、烘干等预处理程序。
3.打印制造阶段：通过CMT制造设备，控制加工位置、喷嘴直径、喷粉量等参数，逐层进行钛合金光固化。
4.后处理阶段：将制造好的零件进行表面处理、热处理等程序，提高零件性能和精度。
三、CMT工艺对钛合金材料性质的影响及其研究进展
CMT技术对钛合金材料的影响主要表现在多晶结构、组织均匀性、成分均匀性、硬度等方面。研究表明，CMT工艺制备的钛合金材料具有较为均匀的组织结构和成分，且具有较高的硬度和强度，并且硬度、强度、屈服强度等与材料成分、组织结构等因素有关。
当前，国内外许多研究都在探索CMT工艺制备钛合金材料的性能和应用。例如，李锐等人研究表明，采用CMT工艺制备的Ti6Al4V钛合金材料，其成分更为均匀，晶粒尺寸更小，硬度更高，并且具有更好的耐磨性。王通研究团队也发现，采用CMT工艺制备的Ti6Al4V钛合金材料，具有优异的结构和力学性能，其抗拉强度和屈服强度分别接近于其它制造方法制备的材料。
四、现有研究存在的问题
近年来，CMT技术在钛合金制造领域取得了显著的进展。然而，目前CMT工艺制备钛合金材料还存在以下问题：
1.CMT工艺的工艺参数设置较为复杂，需要耗费大量的时间和精力。
2.CMT工艺的设备成本较高，限制了其在工业应用方面的推广。
3.目前CMT工艺只能制造直线和平面结构，无法满足一些特殊形状的零件制造需求。
4.目前的研究还无法确定CMT工艺对钛合金材料质量的长期影响，这需要进一步深入的研究和探索。
五、未来展望
随着3D打印技术的快速发展，CMT制造技术在制备钛合金零件方面的优势将被进一步挖掘和应用。未来，基于CMT的钛合金电弧增材制造技术可能会取得以下进展：
1.继续改进CMT工艺参数设置，使其更加稳定和便捷。
2.研发适用于不同形状和尺寸的CMT设备，满足不同零件制造需求。
3.完善后处理和检测技术，提升CMT制造的钛合金零件的质量和精度。
4.继续研究CMT工艺对钛合金材料的长期影响，推动CMT制造技术的规模化和工业化应用。
结论：
本文综述了基于CMT的钛合金电弧增材制造技术的研究现状，并介绍了CMT制造工艺、CMT工艺对钛合金材料性质的影响及其研究进展、现有研究存在的问题以及未来展望。随着科技的进步和应用环境的改变，CMT技术将有望在钛合金制造领域中取得更多的应用，实现钛合金材料的高效、精准、可重复制造。