[發明專利]一種顆粒增強金屬基復合材料零件的激光增材制造方法

有效

• 申請號: 202011439461.0
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112643050B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 李護林;楊歡慶;白靜;彭東劍;王云;王丁雯;白瑞興
• 申請（專利權）人: 西安航天發動機有限公司
• 主分類號: B22F10/28
• 分類號: B22F10/28;B33Y10/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

1.一種顆粒增強金屬基復合材料零件的激光增材制造方法，其特征在于，包括：

原材料的準備；

步驟1-1，增強相的準備：選取中值粒徑D50在1~10μm范圍內的第二相顆粒作為增強相，在有機介質中攪拌后干燥，然后通過物理或化學的方法在干燥后增強相顆粒表面獲得一層能夠改善增強相與基體界面性能的鍍層；

步驟1-2，基體相的準備：選取金屬粉末作為基體相，在100~150℃的真空環境下干燥1~3h；基體相所選用的金屬粉末的中值粒徑D50為65~100μm；

增材制造成形：使用通過送粉器進行原材料送進的激光熔化沉積成形技術進行顆粒增強金屬基復合材料零件的制備，增材制造裝置的成型室內安裝有激光聚焦系統和送粉頭，具體過程包括：

步驟2-1，工藝文件的準備；

步驟2-2，成形設備的準備：將處理好的增強相顆粒與基體粉末分別裝入各自的送粉器內，通過計算得出滿足所需顆粒增強金屬基復合材料兩相配比的增強相顆粒與基體粉末的送進速率，然后調節送粉器氣流使二者的實際送進量與計算值一致，兩種材料在進入熔池前先經過靜態混合器，在靜態混合器內混合均勻后經送粉頭送進，調節激光光斑與送進位置之間的關系，使送進位置位于熔池的中后部；增材制造裝置的成型室內還安裝有高能超聲聚焦模塊，所述高能超聲聚焦模塊的高能超聲作用點與激光光斑位置重合；

所述靜態混合器包括流體管道（1）和混合單元（2），流體管道（1）通過自身的剛性束縛限定流體只能沿管道方向運動，所述混合單元（2）設置在流體管道（1）中，通過多層單元片（3）冶金結合而成，相鄰層單元片（3）交叉錯位固定，使混合單元中形成多孔隙的點陣結構；

步驟2-3，零件成形。

2.根據權利要求1所述的激光增材制造方法，其特征在于，所述單元片（3）的邊緣與流體管道接觸，且與流體管道（1）的內壁隨型。

3.根據權利要求1所述的激光增材制造方法，其特征在于，所述單元片（3）的分布密度可變，在靠近流體管道進口端，單元片（3）的分布密度低，在靠近流體管道出口端，單元片（3）的分布密度高，使靜態混合器完成變密度混合。

4.根據權利要求1所述的激光增材制造方法，其特征在于，所述步驟2-2，所述激光聚焦系統和高能超聲聚焦模塊集成到一個送粉頭上。

5.根據權利要求1所述的激光增材制造方法，其特征在于，所述激光增材制造方法還包括零件后處理步驟：根據需求，對成形后的零件進行熱處理、基材分離、打磨、機加操作，得到所需顆粒增強金屬基復合材料零件。