[發(fā)明專利]電弧熔敷增材制造用鋼粉芯絲材及制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811057419.5 | 申請日： | 2018-09-11 |
| 公開（公告）號： | CN109128574B | 公開（公告）日： | 2021-03-12 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李小平;王澤;雷衛(wèi)寧;盧雅琳;王江濤;張揚;李汶澤;陳菊芳 | 申請（專利權(quán)）人： | 江蘇理工學(xué)院 |
| 主分類號： | B23K35/30 | 分類號： | B23K35/30;B23K35/40 |
| 代理公司： | 常州佰業(yè)騰飛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32231 | 代理人： | 高姍 |
| 地址： | 213001 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 電弧 熔敷增材 制造 用鋼粉芯絲材 制備 方法 | ||
本發(fā)明屬于增材制造技術(shù)領(lǐng)域。公開了一種電弧熔敷增材制造用鋼粉芯絲材的方法。其中，方法包括如下步驟：根據(jù)基體材料配制芯粉材料，所述的基體材料為金屬材質(zhì)；將所述的芯粉材料鋪在所屬的基體材料上得到待燒結(jié)件；將所述的待燒結(jié)件進行液相燒結(jié)得到燒結(jié)件；將所述的燒結(jié)件經(jīng)軋制、卷絲和拉絲得到所述的電弧熔敷增材制造用鋼粉芯絲材。本發(fā)明方法制備的絲材粉體分布均勻，穩(wěn)定性好。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明增材制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電弧熔敷增材制造用鋼粉芯絲材的方法。
背景技術(shù)
近年來，電弧熔敷增材制造(Wire and Arc Additive Manufacture,WAAM)技術(shù)受到越來越多的關(guān)注，該技術(shù)以電弧為載能束，采用逐層堆焊的方式制造金屬實體構(gòu)件，該技術(shù)主要基于TIG、MIG、SAW等焊接技術(shù)發(fā)展而來，成形零件由全焊縫構(gòu)成，化學(xué)成分均勻、致密度高，冶金結(jié)合性能好、力學(xué)性能好。開放的成形環(huán)境對成形件尺寸無限制，成形速率可達幾kg/h。金屬絲材是以電弧為熱源的增材制造過程中的重要原料。與金屬粉末相比，金屬絲材具有制備成本低、儲存運輸方便等優(yōu)點，在現(xiàn)場修復(fù)中具有更好的應(yīng)用前景。但適用于電弧增材制造的不銹鋼和鋼等材料的絲材，在其制造與應(yīng)用上仍存在一定的技術(shù)瓶頸。
一般電弧熔敷增材制造所使用的金屬絲材為粉芯絲材(Cored wire),也稱管狀絲,由金屬外皮和粉芯兩部分構(gòu)成。金屬外皮不僅可以選用低碳鋼帶,也可選用其它適宜軋拔的帶材，如Ni、Al、Zn、Cu、不銹鋼帶等。粉芯部分可根據(jù)設(shè)計需要選擇各種不同粉末按比例混合后作為填充物。與實心絲材和粉末相比,電弧熔敷粉芯絲材能方便地根據(jù)涂層成分要求來調(diào)節(jié)線材成分,同時加工方便、成本低、使用設(shè)備簡單、操作方便,具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α＿@種絲材的制作類似于焊接所用的藥芯絲材，在制作過程中,先將適于軋制的金屬帶軋制成槽形,然后將混合均勻的合金粉或其它粉體送入金屬帶槽內(nèi),經(jīng)軋輥使金屬帶閉合,軋制成圓形,再經(jīng)拔絲模逐漸減徑至所需最終尺寸。
但是，這種粉芯絲材的制備過程中，粉處于松裝狀態(tài)，難于裝填，粉體浪費嚴重，裝填后粉體分布不均勻，效率低，同時在使用過程中外層金屬和粉體的消耗速度不一致，導(dǎo)致生產(chǎn)過程的不連續(xù)，嚴重影響增材制造過程中的控形與控性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供了一種電弧熔敷增材制造用鋼粉芯絲材及制備方法，本發(fā)明的電弧熔敷增材制造用鋼粉芯絲材制備方法制備的絲材粉體分布均勻，穩(wěn)定性好。
本發(fā)明實施例的目的是通過如下方案實現(xiàn)的：
本發(fā)明第一方面的實施例提供了一種電弧熔敷增材制造用鋼粉芯絲材的方法，包括如下步驟：
根據(jù)基體材料配制芯粉材料，所述的基體材料為金屬材質(zhì)；
將所述的芯粉材料鋪在所屬的基體材料上得到待燒結(jié)件；
將所述的待燒結(jié)件進行液相燒結(jié)得到燒結(jié)件；
將所述的燒結(jié)件經(jīng)軋制、卷絲和拉絲得到所述的電弧熔敷增材制造用鋼粉芯絲材。
進一步的，采用Fe、Ni、Cr、Cu或Al粉末做為粉芯材料的基體成分。
進一步的，基體材料為中低碳鋼帶，低碳鋼中碳的質(zhì)量百分含量為0.1-0.3％。
進一步的，所述的液相燒結(jié)法燒結(jié)溫度在500-900℃。
進一步的，所述的芯粉材料中碳的質(zhì)量百分含量為1-2％。
進一步的，所述的芯粉材料中也氧化物或陶瓷顆粒的質(zhì)量百分含量為1-3％。
進一步的，所述的軋制采用如下參數(shù)：軋制溫度為600-800℃，變形量為10-30％，每次軋制壓下量不超過5％。
進一步的，所述的拉絲為拉至絲材直徑為1-5mm。
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