[發(fā)明專利]一種基于激光增材制造高熔點(diǎn)Kelvin結(jié)構(gòu)點(diǎn)陣金屬的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011127736.7
• 申請(qǐng)日: 2020-10-21
• 公開（公告）號(hào): CN112008081B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于波;魏彥鵬;高鵬;時(shí)堅(jiān);成京昌;劉世昌;王景成;苗治全
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽(yáng)鑄造研究所有限公司
• 主分類號(hào): B22F3/11
• 分類號(hào): B22F3/11;B22F3/24;B22F5/10;B33Y10/00;B33Y50/02;B33Y80/00
• 代理公司: 沈陽(yáng)晨創(chuàng)科技專利代理有限責(zé)任公司 21001
• 代理人: 張晨

1.一種基于激光增材制造高熔點(diǎn)Kelvin結(jié)構(gòu)點(diǎn)陣金屬的制備方法，其特征在于：該方法基于選區(qū)激光熔化技術(shù)，具體步驟如下：

步驟一、基于選區(qū)激光熔化工藝，對(duì)Kelvin結(jié)構(gòu)點(diǎn)陣金屬進(jìn)行孔型結(jié)構(gòu)的工藝適應(yīng)性設(shè)計(jì)，建立Kelvin結(jié)構(gòu)點(diǎn)陣金屬的三維模型；

步驟二、對(duì)步驟一中所建立的Kelvin結(jié)構(gòu)點(diǎn)陣金屬三維模型進(jìn)行切片化處理，將切片的截面數(shù)據(jù)作為激光掃描路徑導(dǎo)入選區(qū)激光熔化設(shè)備，并設(shè)置相應(yīng)的打印參數(shù)；

步驟三、將金屬粉末加入到選區(qū)激光熔化設(shè)備中，利用步驟二中的激光掃描路徑和打印參數(shù)，在氬氣保護(hù)氣氛下，對(duì)Kelvin結(jié)構(gòu)點(diǎn)陣金屬進(jìn)行逐層選區(qū)激光打印，得到Kelvin結(jié)構(gòu)點(diǎn)陣金屬；所述Kelvin結(jié)構(gòu)點(diǎn)陣金屬為由基本單元拓展而成的三維立體Kelvin結(jié)構(gòu)，所述三維立體Kelvin結(jié)構(gòu)的材質(zhì)為高熔點(diǎn)金屬材料；所述基本單元為以棱柱結(jié)構(gòu)為主體的Kelvin結(jié)構(gòu)點(diǎn)陣金屬單元，所述Kelvin結(jié)構(gòu)點(diǎn)陣金屬單元的棱柱為實(shí)體，所述Kelvin結(jié)構(gòu)點(diǎn)陣金屬單元除棱柱之外的其余部分均為虛體，相鄰兩個(gè)Kelvin結(jié)構(gòu)點(diǎn)陣金屬單元之間共用一個(gè)棱柱；所述高熔點(diǎn)金屬材料為316L不銹鋼或GH4169高溫合金；

步驟四、對(duì)步驟三中所獲得的Kelvin結(jié)構(gòu)點(diǎn)陣金屬進(jìn)行熱處理得到高熔點(diǎn)Kelvin結(jié)構(gòu)點(diǎn)陣金屬；

所述高熔點(diǎn)Kelvin結(jié)構(gòu)點(diǎn)陣金屬的孔隙率為43%~93%；所述高熔點(diǎn)Kelvin結(jié)構(gòu)點(diǎn)陣金屬的棱柱直徑為0.3~3mm，長(zhǎng)徑比為1.1~3.3；

所述步驟二中打印參數(shù)包括激光功率、掃描速度、掃描間距、鋪粉的單層層厚和光斑直徑；所述激光功率為50W~260W，所述掃描速度為200 mm/s~1100mm/s，所述的掃描間距為0.09mm~0.12mm，所述鋪粉的單層層厚為30~50um，所述的光斑直徑為0.1mm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光增材制造高熔點(diǎn)Kelvin結(jié)構(gòu)點(diǎn)陣金屬的制備方法，其特征在于，所述步驟三中金屬粉末的粒徑為15~53 um ，金屬粉末的氧含量≤400ppm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光增材制造高熔點(diǎn)Kelvin結(jié)構(gòu)點(diǎn)陣金屬的制備方法，其特征在于，高熔點(diǎn)金屬材料為316L不銹鋼的熱處理具體為固溶處理，溫度為1080℃。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光增材制造高熔點(diǎn)Kelvin結(jié)構(gòu)點(diǎn)陣金屬的制備方法，其特征在于，高熔點(diǎn)金屬材料為GH4169高溫合金的熱處理工藝為溫度設(shè)置為960℃，保溫時(shí)間為1h，水冷；然后溫度設(shè)置為720℃，保溫時(shí)間為8h，之后以50℃/h的冷卻速率爐冷至620℃，保溫時(shí)間為8h，空冷。