[發(fā)明專利]一種功能梯度材料的定向能量沉積成型方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202210585194.0
• 申請日: 2022-05-27
• 公開（公告）號: CN114939671A
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李先帥;尹遜巖;邵偉;侯帥
• 申請（專利權(quán)）人: 山東雷石智能制造股份有限公司
• 主分類號: B22F10/25
• 分類號: B22F10/25;B22F10/34;B22F10/366;B22F10/32;B33Y10/00
• 代理公司: 濟(jì)南誠智商標(biāo)專利事務(wù)所有限公司 37105
• 代理人: 張志欣

1.一種功能梯度材料的定向能量沉積成型方法，其特征在于，包含以下工藝步驟：

(1)將制備功能梯度材料所需的所有種類金屬粉末，分別進(jìn)行篩分、烘烤，加入相應(yīng)的送粉器中備用，測試每種粉末的單位時(shí)間出粉重量；

(2)建立待加工零件的三維模型，導(dǎo)入設(shè)計(jì)軟件，選擇加工擺放方式后，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，添加支撐，之后按照設(shè)定層厚進(jìn)行切片得到逐層的平面結(jié)構(gòu)，規(guī)劃掃描路徑并添加工藝參數(shù)后得到加工程序文件；

(3)選擇合適材質(zhì)及尺寸型號的基板固定在設(shè)備工作臺上，調(diào)整光斑大小及合適的工作高度,調(diào)整送粉氣合適的流量大小；

(4)加載加工程序文件，校對坐標(biāo)無誤后運(yùn)行程序，此時(shí)，送粉器、激光器、運(yùn)動單元依次啟動，直至完成功能梯度材料的打印成型，加工結(jié)束后，將基板從設(shè)備上取下，空氣中冷卻或保溫砂中緩慢冷卻；

(5)將沉積所得零件進(jìn)行后續(xù)的熱處理及機(jī)加工處理，直至滿足最終的使用要求。

2.根據(jù)權(quán)利1要求的定向能量沉積方法，其特征在于，所述步驟(1)中金屬粉末合金元素包括Fe、Ni、Cr、Al、Ti、Si、B、C、Co。

3.根據(jù)權(quán)利1要求的定向能量沉積方法，其特征在于，所述步驟(1)中金屬粉末球形度在90％以上，目數(shù)在80目～600目，霍爾流速在12～20(sec/50g)。

4.根據(jù)權(quán)利1要求的定向能量沉積方法，其特征在于，所述步驟(1)中合金粉末的烘烤溫度為80～120℃，保溫時(shí)間不低于60min。

5.根據(jù)權(quán)利1要求的定向能量沉積方法，其特征在于，所述步驟(1)中送粉測試使用氬氣或氮?dú)鈱⒎勰┳罱K從送粉頭持續(xù)穩(wěn)定的送出，氣流量為4-10L/min。

6.根據(jù)權(quán)利1要求的定向能量沉積方法，其特征在于，所述步驟(2)切片時(shí)每層厚度0.3-0.6mm。

7.根據(jù)權(quán)利1要求的定向能量沉積方法，其特征在于，所述步驟(2)掃描路徑為長直線或輪廓偏置或螺旋線，具體根據(jù)實(shí)際工件進(jìn)行選擇。

8.根據(jù)權(quán)利1要求的定向能量沉積方法，其特征在于，所述步驟(2)中工藝參數(shù)包括激光功率500～2000W,速率25～100mm/s,送粉量0～15g/min、層厚0.3～0.6mm,搭接率75～80％。

9.根據(jù)權(quán)利1要求的定向能量沉積方法，其特征在于，所述步驟(3)中光斑大小為1.0～1.5mm,打印高度10～14mm，送粉氣流量在4-10L/min。

10.根據(jù)權(quán)利1要求的定向能量沉積方法，其特征在于，所述步驟(4)中若合金粉末為活潑易氧化金屬，加工前需要對艙室充滿惰性氣體。