[發明專利]基于感應加熱補償高性能合金鋼固相增材成形裝置與工藝

有效

• 申請號: 202111007173.2
• 申請日: 2021-08-30
• 公開（公告）號: CN113695597B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 肖寒;黃樹海;陳強;林軍;夏祥生;舒大禹;王艷彬;柴舒心;彭菲菲
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業第五九研究所
• 主分類號: B22F12/00
• 分類號: B22F12/00;B22F12/20;B22F12/13;B22F12/53;B22F10/25;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 梁田

1.基于感應加熱補償的固相增材成形裝置，其特征在于：包括旋轉主軸、增材成形工具頭、感應加熱線圈、固定冷卻外殼；旋轉主軸和增材成形工具頭的軸線處設有送料通道，增材成形工具頭固定在旋轉主軸的通道出口端；感應加熱線圈套設在增材成形工具頭外側，增材成形工具頭由耐高溫金屬基材料制成；固定冷卻外殼套設于旋轉主軸外部，兩者之間形成冷卻流體空腔，固定冷卻外殼上設有與空腔連通的冷卻流體進口和出口；

旋轉主軸與固定冷卻外殼之間設有密封圈，密封圈包括上密封圈和下密封圈，上密封圈位于冷卻流體空腔上方，下密封圈位于冷卻流體空腔下方；

旋轉主軸與固定冷卻外殼之間設有上隔離軸承和下隔離軸承，上隔離軸承由安裝在固定冷卻外殼頂端的上密封端蓋壓緊，下隔離軸承由安裝在固定冷卻外殼底端的下密封端蓋壓緊。

2.根據權利要求1所述的基于感應加熱補償的固相增材成形裝置，其特征在于：冷卻流體進口位于冷卻流體空腔底部，出口位于空腔頂部。

3.根據權利要求2所述的基于感應加熱補償的固相增材成形裝置，其特征在于：旋轉主軸外側位于冷卻流體空腔內的部位，設有散熱肋板。

4.根據權利要求1所述的基于感應加熱補償的固相增材成形裝置，其特征在于：旋轉主軸為階梯軸，上隔離軸承的內圈套設在中間階梯上，內圈頂端由上階梯抵緊，內圈下端由安裝于下階梯上的軸承鎖緊螺母壓緊。

5.高性能合金鋼固相增材成形工藝，其特征在于，利用權利要求1-4任意一項所述的基于感應加熱補償的固相增材成形裝置，實施如下工藝步驟：

①選用高性能合金鋼粉末作為增材原材料；

②增材成形工具頭下端面與成形基板接觸形成密閉腔，高性能合金鋼粉末原材料在送料壓力的作用下從送料通道送至增材成形工具頭部位，并在增材成形工具頭內部形成高壓；

③冷卻流體進口和出口與冷卻系統連通形成冷卻循環回路，啟動冷卻系統，調節冷卻水壓；

④感應加熱線圈由感應加熱設備控制，啟動感應加熱設備，調節設備功率參數，使增材成形工具頭及內部高性能合金鋼粉末升溫至成形溫度；

⑤調節增材成形工具頭下端面位置，使其與成形基板形成設定間隙；

⑥在保持送料壓力的同時啟動旋轉，調節轉速和送料壓力至設定值；

⑦啟動橫向運動，增材成形工具頭以設定速率橫向移動，加熱至成形溫度的高性能合金鋼粉末在送料壓力載荷作用下以一定速率由增材成形工具頭擠出；

⑧實現第一層固相層增材成形之后，按設定高度提升增材成形工具頭下端面位置，按照步驟②-⑦開始新一層固相層增材成形，直到增材成形完成整個零部件。