[發明專利]曲率實體件激光熔覆成形工藝及裝置

有效

• 申請號: 201610040578.9
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN105648436B
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 傅戈雁;賈帥;周斌;石世宏;王聰
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;B22F3/105;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮

1.一種曲率實體件激光熔覆成形工藝，其特征在于，所述激光熔覆成形工藝包括如下步驟：

S1、設定激光熔覆頭的初始負離焦為3-4mm，所述激光熔覆頭可發射環錐形聚焦激光束，所述環錐形聚焦激光束具有對應的初始負離焦位置，控制基體材料位于所述初始負離焦位置；

S2、控制環錐形聚焦激光束、激光束內部的送粉束、以及激光束和送粉束之間的準直氣，在熔覆過程中，始終相對基體材料的待熔覆表面同軸出射；

S3、控制激光熔覆頭的姿態，沿曲率實體件的半徑方向，自內而外逐層搭接熔覆各熔道層，搭接熔覆形成的各熔道層形成一層熔覆層，在一層熔覆層的搭接熔覆過程中，激光熔覆頭的負離焦量隨搭接熔覆的進行而逐漸減??；

S4、重復步驟S2和S3，至曲率實體件完全成形；

其中，所述步驟S3具體包括：

S31、建立空間坐標系，設置所述各熔覆層中最內側熔道層的坐標值XP[1]～XP[m]；

S32、每層熔覆層熔覆時，控制激光熔覆頭運動至XP[n]的坐標值位置處，沿z軸方向掃描單道，其中，1＜n＜m；

S33、掃描完畢，控制激光熔覆頭返回至XP[n]的坐標值位置處，控制激光熔覆頭的姿態，并沿實體件的半徑方向，向外運動至下一熔道層對應的坐標值位置處，沿z軸方向掃描單道；控制激光熔覆頭的姿態時，最內層熔覆噴頭沿曲率實體件的半徑方向的法向的單次轉角為θ，其中，θ＝h/r，公式中，h為最內側堆積提升量,r為最內側圓弧曲率半徑；

S34、重復步驟S33，至相應熔覆層完全成形。

2.根據權利要求1所述的曲率實體件激光熔覆成形工藝，其特征在于，所述激光熔覆成形工藝中，在步驟S1之前還包括：對基體材料以及送粉束所使用的粉末進行前處理。

3.根據權利要求2所述的曲率實體件激光熔覆成形工藝，其特征在于，所述前處理具體包括：采用砂紙對基體材料的表面進行打磨，并用酒精去除油污后，再用丙酮清洗；將所使用的粉末在200度的烘箱內放置2h，烘干去除水分。

4.根據權利要求1所述的曲率實體件激光熔覆成形工藝，其特征在于，所述環錐形聚焦激光束內部送粉束的直徑為2mm。

5.根據權利要求1所述的曲率實體件激光熔覆成形工藝，其特征在于，所述步驟S3中，當形成的一層熔覆層為初始熔覆層時，初始熔覆層的各熔道層對應的激光熔覆頭的負離焦量為初始負離焦；當形成的一層熔覆層并非初始熔覆層時，相應熔覆層的最內側熔道層對應的激光熔覆頭的負離焦量為初始負離焦。

6.根據權利要求1所述的曲率實體件激光熔覆成形工藝，其特征在于，所述步驟S3中，環錐形聚焦激光束的掃描速度為6-8mm/s，送粉束的供粉率為7-9g/min，準直氣的氣壓為0.02MPa。