[發(fā)明專利]基于攪拌摩擦改善金屬材料增材制造組織性能的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811587764.X
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109570934B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏衛(wèi)生;夏盼盼;龔福建;黃增濤;張進(jìn)葉
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)鄂州工業(yè)技術(shù)研究院;華中科技大學(xué)
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B23K20/12;B33Y10/00
• 代理公司: 北京眾達(dá)德權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11570
• 代理人: 徐松

1.一種基于攪拌摩擦改善金屬材料增材制造組織性能的方法，所述方法應(yīng)用于改善金屬材料增材制造組織性能的裝置，所述裝置包括基體、第一噴嘴、第二噴嘴、高能束、攪拌摩擦刀具、銑削刀具、控制單元，其特征在于，所述基于攪拌摩擦改善金屬材料增材制造組織性能的方法包括：

通過所述高能束對所述第一噴嘴中的金屬粉末進(jìn)行融化；

將融化后的金屬粉末堆積在所述基體上，以形成第一目標(biāo)層；

在形成所述第一目標(biāo)層后，將所述第二噴嘴中的增強(qiáng)粉末堆積在所述第一目標(biāo)層上，以形成第二目標(biāo)層；

在形成所述第二目標(biāo)層后，將融化后的金屬粉末堆積在所述第二目標(biāo)層上，以形成第三目標(biāo)層；

在形成所述第三目標(biāo)層后，將所述增強(qiáng)粉末堆積在所述第三目標(biāo)層上，以形成第四目標(biāo)層；

通過所述攪拌摩擦刀具對堆積層進(jìn)行攪拌摩擦，所述堆積層至少包括所述第一目標(biāo)層、所述第二目標(biāo)層、所述第三目標(biāo)層和所述第四目標(biāo)層；

通過所述銑削刀具對攪拌摩擦后的所述堆積層進(jìn)行精整，以完成金屬材料的增材制造；

其中，所述將融化后的金屬粉末堆積在所述基體上，以形成第一目標(biāo)層包括：

將融化后的金屬粉末堆積在所述基體上，以形成第一金屬層；

在形成所述第一金屬層后，將融化后的金屬粉末堆積在所述第一金屬層上，以形成第二金屬層；

在形成所述第二金屬層后，將融化后的金屬粉末堆積在所述第二金屬層上，以形成第三金屬層；其中，所述第一目標(biāo)層包括第一金屬層、第二金屬層和第三金屬層。

2.如權(quán)利要求1所述的基于攪拌摩擦改善金屬材料增材制造組織性能的方法，其特征在于，所述在形成所述第一目標(biāo)層后，將所述第二噴嘴中的增強(qiáng)粉末堆積在所述第一目標(biāo)層上，以形成第二目標(biāo)層包括：

在形成所述第三金屬層后，將所述增強(qiáng)粉末堆積在所述第三金屬層上，以形成第二目標(biāo)層；

所述增強(qiáng)粉末包括納米粒子增強(qiáng)相。

3.如權(quán)利要求2所述的基于攪拌摩擦改善金屬材料增材制造組織性能的方法，其特征在于，所述在形成所述第二目標(biāo)層后，將融化后的金屬粉末堆積在所述第二目標(biāo)層上，以形成第三目標(biāo)層包括：

將所述將融化后的金屬粉末堆積在所述第二目標(biāo)層上，以形成第四金屬層；

在形成所述第四金屬層后，將融化后的金屬粉末堆積在所述第四金屬層上，以形成第五金屬層；

在形成所述第五金屬層后，將融化后的金屬粉末堆積在所述第五金屬層上，以形成第六金屬層；

其中，所述第三目標(biāo)層包括第四金屬層、第五金屬層和第六金屬層。

4.如權(quán)利要求3所述的基于攪拌摩擦改善金屬材料增材制造組織性能的方法，其特征在于，所述通過所述攪拌摩擦刀具對堆積層進(jìn)行攪拌摩擦包括：

通過所述攪拌摩擦刀具對在水平面內(nèi)移動(dòng)的所述堆積層進(jìn)行攪拌摩擦，以使所述增強(qiáng)粉末均勻分布。

5.如權(quán)利要求4所述的基于攪拌摩擦改善金屬材料增材制造組織性能的方法，其特征在于，所述基于攪拌摩擦改善金屬材料增材制造組織性能的方法還包括：

通過所述控制單元的第一數(shù)控單元來控制所述第一噴嘴中的所述金屬粉末的添加位置、添加速度、添加量；

通過所述控制單元的第二數(shù)控單元來控制所述第二噴嘴中的所述增強(qiáng)粉末的添加位置、添加速度、添加量。

6.如權(quán)利要求5所述的基于攪拌摩擦改善金屬材料增材制造組織性能的方法，其特征在于，所述基于攪拌摩擦改善金屬材料增材制造組織性能的方法包括：

所述高能束包括激光束、或電子束、或等離子、或離子束。

7.如權(quán)利要求6所述的基于攪拌摩擦改善金屬材料增材制造組織性能的方法，其特征在于，所述在形成所述第三目標(biāo)層后，將所述增強(qiáng)粉末堆積在所述第三目標(biāo)層上，以形成第四目標(biāo)層之后還包括：

在形成所述第四目標(biāo)層后，將融化后的金屬粉末堆積在所述第四目標(biāo)層上，以形成第五目標(biāo)層。

8.如權(quán)利要求7所述的基于攪拌摩擦改善金屬材料增材制造組織性能的方法，其特征在于，所述基于攪拌摩擦改善金屬材料增材制造組織性能的方法包括：

通過所述攪拌摩擦刀具對所述堆積層進(jìn)行攪拌摩擦；

所述堆積層包括第一目標(biāo)層、所述第二目標(biāo)層、所述第三目標(biāo)層、所述第四目標(biāo)層和所述第五目標(biāo)層。