[發(fā)明專利]連接界面具有梯度漸變結(jié)構(gòu)的同質(zhì)包套熱等靜壓成形方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510577313.8
• 申請日: 2015-09-11
• 公開（公告）號: CN105170978B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋波;蔡超;薛鵬舉;史玉升
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B22F3/115
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心42201
• 代理人: 曹葆青

1.一種同質(zhì)包套熱等靜壓成形方法，該方法在保證最終制件的綜合機械性能的同時減少了包套與熱等靜壓后處理的工序與周期；該方法的具體實現(xiàn)過程如下：

第1步、根據(jù)制件形狀結(jié)構(gòu)設(shè)計出初始包套模型，模擬預(yù)測初始包套在熱等靜壓高溫高壓作用下變形趨勢，并計算出其變形補償量，利用該變形補償量對初始包套模型進行補償，得到優(yōu)化包套模型；

第2步、在優(yōu)化包套模型基礎(chǔ)上，將包套內(nèi)層設(shè)計成梯度多孔結(jié)構(gòu)，然后采用三維造型軟件將同質(zhì)包套結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成三維CAD模型；

第3步、將三維CAD模型轉(zhuǎn)為STL文件，并將該文件的數(shù)據(jù)信息輸送到SLM快速成形機；然后，將SLM成形室抽真空，防止同質(zhì)包套制造的過程中被氧化；

第4步、根據(jù)同質(zhì)包套的材料，利用SLM快速成形機制造出內(nèi)側(cè)表面具有梯度多孔結(jié)構(gòu)的同質(zhì)包套；所述梯度多孔結(jié)構(gòu)是根據(jù)熱等靜壓過程中使用的粉末大小來設(shè)計其多孔大小的變化范圍，并且由外向里連接界面處的孔隙比例是逐漸增大的；

第5步、往檢漏合格的同質(zhì)包套內(nèi)部裝入待成形的合金粉末，并震動搖實；

第6步、將上述包套置于加熱爐中，然后在高溫下利用真空設(shè)備通過抽真空管對包套內(nèi)部進行抽真空處理，抽真空完成以后將抽氣管封焊；

第7步、對包套進行熱等靜壓處理，使得同質(zhì)包套與粉末間出現(xiàn)梯度漸變且互相交叉嵌合的組織結(jié)構(gòu)的界面，從而增強界面處的結(jié)合強度；

第8步、最終制造出制件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同質(zhì)包套熱等靜壓成形方法，其特征在于，所述梯度多孔結(jié)構(gòu)的總厚度取決于包套設(shè)計厚度與制件大小，為包套厚度的0.5-0.8倍；梯度多孔結(jié)構(gòu)的孔徑大小設(shè)計在150μm至1000μm之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種同質(zhì)包套熱等靜壓成形方法，其特征在于，所述梯度多孔結(jié)構(gòu)的梯度類型為連續(xù)狀或非連續(xù)狀，非連續(xù)狀梯度結(jié)構(gòu)設(shè)計成2-10個梯度等級。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種同質(zhì)包套熱等靜壓成形方法，其特征在于，第1步具體包括下述過程：

(1.1)、首先根據(jù)制件CAD模型設(shè)計出初始包套CAD模型，然后對初始包套進行模擬，得到熱等靜壓后制件模擬CAD模型；

(1.2)、將制件初始包套CAD模型與模擬CAD模型對比，計算出包套熱等靜壓中的變形補償量；

(1.3)、利用變形補償量對初始包套CAD模型進行補償，將得到的補償后制件CAD模型進行再次模擬，得到熱等靜壓后制件再次模擬CAD模型；

(1.4)、若再次模擬CAD模型與初始的制件CAD模型尺寸吻合，則將補償后制件CAD模型作為優(yōu)化包套模型；若不滿足要求，則再次補償、模擬直到滿足要求為止。