[發(fā)明專利]一種鑄造鋁合金結(jié)構(gòu)件在激光同軸送粉修復(fù)過程中的缺陷控制方法

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• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN111172529A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙宇輝;宋洪武;王志國;趙吉賓;高元
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院沈陽自動化研究所
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 于曉波

1.一種鑄造鋁合金結(jié)構(gòu)件在激光同軸送粉修復(fù)過程中的缺陷控制方法，其特征在于：該方法以鑄態(tài)鋁合金結(jié)構(gòu)件為基材，采用激光同軸送粉工藝進(jìn)行表面修復(fù)，修復(fù)過程中的缺陷控制方法包括如下步驟：

(1)修復(fù)前處理：對基材待修復(fù)區(qū)域打磨平整，去掉表面氧化層；

(2)采用激光同軸送粉工藝進(jìn)行表面修復(fù)，工藝參數(shù)的選擇要保證成形過程形成連續(xù)的熔池；所采用的工藝參數(shù)為：激光功率1780-2100W，掃描速度3-5mm/s，送粉量2.5-3.5g/min；保護氣壓0.16-0.2MPa；環(huán)境氣氛為：氧含量＜50ppm，保護氣氛為氬氣。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄造鋁合金結(jié)構(gòu)件在激光同軸送粉修復(fù)過程中的缺陷控制方法，其特征在于：步驟(1)中，對基材打磨后可進(jìn)行發(fā)黑處理，以提升熔覆層的激光吸收率，保證層內(nèi)光斑的均勻性；發(fā)黑處理后進(jìn)行步驟(2)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄造鋁合金結(jié)構(gòu)件在激光同軸送粉修復(fù)過程中的缺陷控制方法，其特征在于：步驟(2)中，表面修復(fù)過程中，激光頭傾斜一定角度，即激光頭軸向與基材修復(fù)面的夾角為82-88°。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄造鋁合金結(jié)構(gòu)件在激光同軸送粉修復(fù)過程中的缺陷控制方法，其特征在于：表面修復(fù)過程中，送粉頭與已成形區(qū)域上表面的距離變化值應(yīng)小于5mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄造鋁合金結(jié)構(gòu)件在激光同軸送粉修復(fù)過程中的缺陷控制方法，其特征在于：表面修復(fù)過程中，對基材待修復(fù)面進(jìn)行冷卻處理，將熱電偶固定于熔覆區(qū)域附近位置來監(jiān)測溫度。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鑄造鋁合金結(jié)構(gòu)件在激光同軸送粉修復(fù)過程中的缺陷控制方法，其特征在于：如鋁合金結(jié)構(gòu)件為規(guī)則形結(jié)構(gòu)，將待修復(fù)零件與通有循環(huán)冷卻水的冷卻基板接觸，以實現(xiàn)對待修復(fù)零件溫度的冷卻，為保證導(dǎo)熱性能良好，基體和冷卻基板之間設(shè)置傳導(dǎo)介質(zhì)；如鋁合金結(jié)構(gòu)件為非規(guī)則形結(jié)構(gòu)，則采用氣體對基材表面吹掃的方式對基材進(jìn)行冷卻。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄造鋁合金結(jié)構(gòu)件在激光同軸送粉修復(fù)過程中的缺陷控制方法，其特征在于：表面修復(fù)過程中，隨著熔覆層數(shù)量的增加，沉積高度逐步提高，已成形區(qū)域的導(dǎo)熱方式變差，后續(xù)的熔覆層需要通過控制層間停頓時間來保證成形過程工藝穩(wěn)定性；層間停頓時間間隔，依據(jù)基體溫度測量點的監(jiān)測溫度測量值來確定，即熔覆一層后，待該最上層的溫度達(dá)到設(shè)定值時，再熔覆下一層。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄造鋁合金結(jié)構(gòu)件在激光同軸送粉修復(fù)過程中的缺陷控制方法，其特征在于：采用該方法后，修復(fù)零件的組織無缺陷；零件下部組織為常規(guī)的凝固組織，上部組織為與生長方向平行的強制生長枝晶，枝晶尺寸遠(yuǎn)小于常規(guī)凝固枝晶；界面位置無條狀缺陷存在。