[發明專利]一種激光直接沉積再制造殼體孔滾壓凹槽的工藝方法

在審

• 申請號: 202111207005.8
• 申請日: 2021-10-15
• 公開（公告）號: CN113996803A
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 張國會;孫兵兵;秦仁耀;高超
• 申請（專利權）人: 中國航發北京航空材料研究院
• 主分類號: B22F10/22
• 分類號: B22F10/22;B22F10/66;B22F10/85;B33Y10/00;B33Y40/20;B33Y50/02;B33Y80/00;B22F5/10
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 張淑華

本發明涉及一種激光直接沉積再制造殼體孔滾壓凹槽的工藝方法，屬于激光加工技術領域。該方法主要針對的是材料強度為160?1275MPa的帶有軸承孔的殼體類零件，選用沉積成形性好，延展性優良，與母材成分接近的粉末作為沉積材料，采用合理的激光直接沉積工藝參數，對殼體孔邊緣進行材料再制造。沉積后母材與再制造層無裂紋缺陷，再制造孔邊緣余量充足，經滾壓收口后可有效固定軸承邊緣。采用該發明再制造殼體軸承孔的滾壓凹槽，可在飛機、艦船等特種裝備檢修時，實現重復裝配帶有軸承的殼體零件，并保證合理固定。

技術領域

本發明涉及一種激光直接沉積再制造殼體孔滾壓凹槽的工藝方法，屬于激光加工技術領域，主要針對的是材料強度為160-1275MPa的帶有軸承孔的殼體類零件的軸承孔邊緣的再制造。

背景技術

帶有軸承孔的殼體零件，在檢修過程中通常要拆卸軸承套進行軸承更換或修復，但是一些軸承套在有孔的殼體零件中，其殼體孔邊緣以滾壓槽口的方式進行軸承固定，因此在拆卸時常常破壞掉原有的滾壓固定邊，才能順利將軸承套取出。這就導致后續軸承套在殼體零件中重復安裝時，需要再次對軸承套進行滾壓槽口定位，然而軸承孔邊緣材料經過滾壓后會變薄且原固定口材料已被破壞去除，導致軸承孔口缺少加工出滾壓凹槽的余量，無法再次實現軸承套的裝配固定。此類缺陷情況，有采用手工電弧堆焊的方式進行局部加工余量的補充，但是由于電弧堆焊修復局部位置，焊后的母材及焊縫的冶金質量難以保證，常常產生裂紋等缺陷，同時堆焊過程較高的熱輸入可能對殼體孔產生一定的變形，導致軸承與殼體裝配困難。

發明內容

本發明涉及一種激光直接沉積再制造殼體孔滾壓凹槽的工藝方法，目的是修復帶有軸承，并使用滾壓孔邊緣槽口來定位軸承的殼體類零件，使得零件在檢修過程中可破壞定位滾壓槽口，自由拆卸檢修軸承與軸承套。

本發明技術方案的具體內容是：

一種激光直接沉積再制造殼體孔滾壓凹槽的工藝方法，主要針對的是材料強度為160-1275MPa的帶有軸承孔的殼體類零件，其特征在于：該方法的步驟是：

(1)選擇激光直接沉積材料；

(2)再制造前拆卸殼體孔中裝配的軸承；

(3)拆卸后的殼體表面清理；

(4)再制造前尺寸測量；計算需沉積厚度，并設計掃描路徑；

(5)激光直接沉積；采用激光填加粉末沉積方法恢復待滾壓位置的尺寸；激光沉積的工藝參數為：激光功率500～800W，光斑直徑0.6～0.8mm，激光移動速率400～500mm/min，相鄰沉積道搭接率為40％-50％，送粉速率2-6g/min，送粉氣流量5～10L/min，保護氣流量10～15L/min，激光沉積的單層厚度控制在0.1～0.3mm之間，采用多層沉積完成；

(5)再制造后測量沉積厚度；

(6)根據軸承固定設計需要的收口尺寸，進行機加工溝槽；

(7)無損檢測；

(8)軸承裝配；

(9)滾壓收口。

所述步驟(1)選擇激光直接沉積材料是選用與殼體母材成分接近的材料，該材料應具有良好的成形性與延展性，沉積時不易產生裂紋，與母材結合良好，在滾壓時應具有良好的延展性，制備粒度為53μm～106μm的粉末材料。

所述步驟(3)拆卸后的殼體表面清理；采用手持電槍打磨去除已經滾壓到孔內的殼體材料，在原凹槽位置到軸承邊緣的滾壓處進行表面打磨去除表面防銹涂層及之前滾壓產生的褶皺或壓痕，隨后鋼絲輪拋光打磨表面，最后用丙酮擦洗。

所述步驟(4)再制造前尺寸測量；采用游標卡尺，對待修復部位尺寸及深度進行測量，記錄測量數據，計算需沉積厚度