[發(fā)明專利]同步噴射霧化沉積和致密化的零件制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110903862.5
• 申請(qǐng)日: 2021-08-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113649592A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳業(yè)高;施允洋;胡昌軍;葛海浪;陳國(guó)斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 宿遷學(xué)院
• 主分類號(hào): B22F10/22
• 分類號(hào): B22F10/22;B22F10/50;B33Y10/00;B33Y50/02;B22F10/85;B22F10/30;B22F9/08;B22F12/17
• 代理公司: 淮安市科文知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 32223
• 代理人: 廖娜;李鋒

本發(fā)明涉及精密增材制造方法領(lǐng)域，公開(kāi)了一種同步噴射霧化沉積和致密化的材料或零件制備方法，采取切片?噴射沉積?致密化?噴射沉積的循環(huán)工序，可直接成型結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度較高的零件；噴射霧化沉積步驟能夠細(xì)化晶粒，抑制元素偏析，使獲得的沉積坯坯料晶粒細(xì)小，圓整，成分均勻，減小或消除應(yīng)力集中；致密化消除沉積坯內(nèi)的空隙，提高致密度，提高耐疲勞和力學(xué)性能；屬于近凈成型技術(shù)，減少或消除后續(xù)機(jī)械加工工序，提高效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬制造領(lǐng)域，特別涉及一種同步噴射霧化沉積和致密化的零件制備方法。

背景技術(shù)

金屬噴射成型技術(shù)是一種快速凝固成型材料制備技術(shù)，該方法是把液態(tài)金屬的霧化（快速凝固）以及霧化熔滴的沉積（熔滴動(dòng)態(tài)致密固化）自然地結(jié)合起來(lái)，用最少的工序，直接從液態(tài)金屬制取高性能材料或近凈成形零件，金屬噴射霧化沉積技術(shù)既克服了傳統(tǒng)鑄造過(guò)程中存在的砂眼、粘砂、氣孔、縮孔、成分偏析等缺點(diǎn)，又?jǐn)P棄了粉末冶金工序繁多、氧化嚴(yán)重等不足。同時(shí)又兼有粉末冶金技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，是一種極具競(jìng)爭(zhēng)力的快速凝固工藝。由于快速凝固的組織優(yōu)勢(shì)，使各種噴射霧化沉積材料的性能，如耐蝕、耐磨、磁性、強(qiáng)度、韌性等，較常規(guī)鑄鍛工藝生產(chǎn)的材料有大幅度提高，可與粉末冶金材料的性能相當(dāng)。

對(duì)于金屬噴射成型技術(shù)工業(yè)化生產(chǎn)而言，需要保證足夠的加工效率，滿足不同的金屬零件工藝性能。但是目前的金屬噴射成型技術(shù)多以制備原材料為主，很難通過(guò)噴射成型技術(shù)直接制備零件。即使對(duì)于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的零件的噴射成型，也常常因致密性不夠，不能適用于特殊應(yīng)用領(lǐng)域。另外，目前對(duì)于原材料的噴射成型制備，也常因含有1~10%的孔隙而無(wú)法直接應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種同步噴射霧化沉積和致密化的零件制備方法，制備出的零件晶粒細(xì)小，成分均勻，致密性較高，力學(xué)性能優(yōu)異。

技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種同步噴射霧化沉積和致密化的材料或零件制備方法，包括以下步驟：S1：零件模型或材料模型切片處理：采用計(jì)算機(jī)技術(shù)將零件模型或材料模型沿著某一方向進(jìn)行切片處理，每片切片層的厚度為h，并生成每片切片層實(shí)體部分的輪廓軌跡；S2：一次噴射霧化沉積：控制噴射霧化沉積的噴嘴運(yùn)動(dòng)軌跡，將滿足零件成分、溫度的金屬液按照第一層切片層的實(shí)體部分對(duì)應(yīng)的輪廓軌跡進(jìn)行噴射霧化沉積，使金屬液霧化沉積在基底上，形成厚度為H=1.05 ~1.1 h、輪廓與第一層切片層相同的第一層沉積坯層；在噴射霧化沉積過(guò)程中，控制基底溫度為0.2~0.6Tm，霧化氣體與金屬液的氣液質(zhì)量流率為0.3~1.2，噴射距離為10~300mm，霧化氣體的溫度為1.05~1.3Tm，其中Tm為被加工金屬的熔點(diǎn)；S3：一次致密化處理：對(duì)第一層沉積坯層進(jìn)行致密化處理，致密化處理后，所述第一層沉積坯層的厚度等于h；S4：控制所述噴嘴與基底上最上層沉積坯層之間的間距始終保持不變，以S2和S3中完全相同的方式，按照噴射霧化沉積、致密化處理的順序依次循環(huán)操作，直至獲得與所述零件模型或材料模型的大小和形狀完全相同的產(chǎn)品。