一种应用3D打印技术对蠕墨铸铁铸件缺陷修复的方法技术

本发明专利技术公开了一种应用3D打印技术对蠕墨铸铁铸件缺陷修复的方法，本发明专利技术先将有缺陷的部位加工成规则形状，再通过3D打印机在铸件有缺陷的部位逐层喷粉、并进行激光熔覆，可有效避免修补后的区域应力集中现象，降低其裂纹敏感性，由于3D打印所用的粉料成分可控制，这样可使修复后的组织和原组织更接近，粉料在激光逐层熔覆下每个部位的受热均匀，所以各个部位的组织也相同，同时，在修复过程中可通过改变粉料的成分或改变激光功率的方式控制不同位置的蠕化率，这样在产品研发时对产品样件得到更好的还原，弥补了用焊条补焊的不足，降低了铸件生产的废品率。

A method of repairing defects in Vermicular Iron Castings by 3D printing technology

The invention discloses a method for repairing the defects of vermicular cast iron castings by using 3D printing technology. The invention first processed the defective parts into a regular shape, and then spray powder and laser cladding layer by layer on the defective parts of the castings by 3D printer, which can effectively avoid the regional stress concentration after repair and reduce its crack. The grain sensitivity is controlled by the powder composition used in 3D printing so that the repaired tissue is closer to the original tissue. The powder is evenly heated in each part of the laser layer by layer by layer laser, so the structure of each part is the same. In the process of repair, the composition of the powder can be changed or the power of the laser can be changed. The wriggling rate of different positions is controlled, so that the product sample is better reduced when the product is developed, which makes up for the deficiency of welding rod with welding rod, and reduces the waste product rate of the casting.

【技术实现步骤摘要】
一种应用3D打印技术对蠕墨铸铁铸件缺陷修复的方法
本专利技术属于铸件缺陷修复
，具体涉及一种应用3D打印技术对蠕墨铸铁铸件缺陷修复的方法。
技术介绍
3D打印(3DP)即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术,3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的,常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件,铸造蠕墨铸铁铸件常见的缺陷有：气孔、粘砂、夹砂、砂眼、胀砂、冷隔、浇不足、缩松、缩孔、缺肉，肉瘤等铸造缺陷。然而现有的生产蠕墨铸铁铸件时仍然存在着一些不合理的因素，现有的蠕墨铸铁铸件缺陷在修复时，常规方法主要是进行焊补，需要熟练工人，耗费时间，并消耗大量材料有时受部件材质的影响，焊接还会导致损坏加剧，造成部件报废，加大了企业设备的生产成本，为此本专利技术提供一种应用3D打印技术对蠕墨铸铁铸件缺陷修复的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种应用3D打印技术对蠕墨铸铁铸件缺陷修复的方法，以解决上述
技术介绍
中提出的现有的生产蠕墨铸铁铸件时仍然存在着一些不合理的因素，现有的蠕墨铸铁铸件缺陷在修复时，常规方法主要是进行焊补，需要熟练工人，耗费时间，并消耗大量材料有时受部件材质的影响，焊接还会导致损坏加剧，造成部件报废，加大了企业设备的生产成本的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种应用3D打印技术对蠕墨铸铁铸件缺陷修复的方法，所述修复方法如下：步骤一：将需要修补缺陷铸件的修补平整，使待修补处变成规则的形状；步骤二：将步骤一所述修补处变成规则形状的铸件固定到3D打印机上，待修补处加热到580-620℃；步骤三：将生铁粉、蠕化剂粉、孕育剂粉按一定比例在行星式球磨机中搅拌均匀；步骤四：将干燥处理后的混合粉放入3D打印机料斗中；步骤五：将待打印的程序导入3D打印机并启动机器，3D打印机在待修复处喷粉，激光随后进行熔覆，激光能量作用下混合粉熔化，得到一个层厚的蠕墨铸铁材料层；步骤六：每完成一层熔覆之后工作台下降一个层厚高度，重复步骤五直至铸件修补完成。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述生铁粉的化学成分依次为：C：3.6-3.8％，Si：1.8-2.2％，Mn＜0.2％，P＜0.02％，S＜0.015％。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述生铁粉、蠕化剂粉和孕育剂粉的粒度要均匀，过400-600目筛，颗粒呈球状或近似球状，混合充分，保证三种粉末在空间上呈均匀分布。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述蠕化剂为稀土硅蠕化剂，所述孕育剂为钙钡孕育剂，所混入的蠕化剂含量为0.4-0.6％，所混入的孕育剂含量为0.3-0.5％；所述稀土硅蠕化剂中各元素的重量含量依次为RE：21-24％，Si：44％，Mn：2.5％，所述钙钡孕育剂中各元素的重量含量依次为Si：65-78％，Ba：3-7％，Al：＜1.5％，Ca：0.8-2％。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述修复方法是采用选择性激光熔融技术加工而成。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述修复过程是在充满氩气的工作室内完成的。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述激光熔覆时激光功率为200-3000W，扫描速度为1-10mm/s，光斑直径为1-3mm，铺粉厚度在0.5-1mm。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术结构科学合理，使用安全方便，先将有缺陷的部位加工成规则形状，再通过3D打印机在铸件有缺陷的部位逐层喷粉、并进行激光熔覆，可有效避免修补后的区域应力集中现象，降低其裂纹敏感性，由于3D打印所用的粉料成分可控制，这样可使修复后的组织和原组织更接近，粉料在激光逐层熔覆下每个部位的受热均匀，所以各个部位的组织也相同，同时，在修复过程中可通过改变粉料的成分或改变激光功率的方式控制不同位置的蠕化率，这样在产品研发时对产品样件得到更好的还原。附图说明图1为本专利技术的生铁分化学成分占比；图2为本专利技术的稀土硅蠕化剂中各元素的重量占比；图3为本专利技术的钙钡孕育剂中各元素的重量占比；具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种应用3D打印技术对蠕墨铸铁铸件缺陷修复的方法，包括如下步骤：步骤一：将需要修补缺陷铸件的修补平整，使待修补处变成规则的形状；步骤二：将步骤一所述修补处变成规则形状的铸件固定到3D打印机上，待修补处加热到580℃；步骤三：将生铁粉、蠕化剂粉、孕育剂粉按一定比例在行星式球磨机中搅拌均匀，过400目筛，蠕化剂为稀土硅蠕化剂，孕育剂为钙钡孕育剂，所混入的蠕化剂含量为0.4％，所混入的孕育剂含量为0.3％；稀土硅蠕化剂中各元素的重量含量依次为RE：21％，Si：44％，Mn：2.5％，钙钡孕育剂中各元素的重量含量依次为Si：65％，Ba：3％，Al：＜1.5％，Ca：0.8％；步骤四：将干燥处理后的混合粉放入3D打印机料斗中；步骤五：将待打印的程序导入3D打印机并启动机器，3D打印机在待修复处喷粉，激光随后进行熔覆，激光能量作用下混合粉熔化，得到一个层厚的蠕墨铸铁材料层；步骤六：每完成一层熔覆之后工作台下降一个层厚高度，重复步骤五直至铸件修补完成。实施例2一种应用3D打印技术对蠕墨铸铁铸件缺陷修复的方法，包括如下步骤：步骤一：将需要修补缺陷铸件的修补平整，使待修补处变成规则的形状；步骤二：将步骤一所述修补处变成规则形状的铸件固定到3D打印机上，待修补处加热到600℃；步骤三：将生铁粉、蠕化剂粉、孕育剂粉按一定比例在行星式球磨机中搅拌均匀，过500目筛，蠕化剂为稀土硅蠕化剂，孕育剂为钙钡孕育剂，所混入的蠕化剂含量为0.5％，所混入的孕育剂含量为0.4％；稀土硅蠕化剂中各元素的重量含量依次为RE：23％，Si：44％，Mn：2.5％，钙钡孕育剂中各元素的重量含量依次为Si：71％，Ba：5％，Al：＜1.5％，Ca：1.4％；步骤四：将干燥处理后的混合粉放入3D打印机料斗中；步骤五：将待打印的程序导入3D打印机并启动机器，3D打印机在待修复处喷粉，激光随后进行熔覆，激光能量作用下混合粉熔化，得到一个层厚的蠕墨铸铁材料层；步骤六：每完成一层熔覆之后工作台下降一个层厚高度，重复步骤五直至铸件修补完成。实施例3一种应用3D打印技术对蠕墨铸铁铸件缺陷修复的方法，包括如下步骤：步骤一：将需要修补缺陷铸件的修补平整，使待修补处变成规则的形状；步骤二：将步骤一所述修补处变成规则形状的铸件固定到3D打印机上，待修补处加热到620℃；步骤三：将生铁粉、蠕化剂粉、孕育剂粉按一定比例在行星式球磨机中搅拌均匀，过600目筛，蠕化剂为稀土硅蠕化剂，孕育剂为钙钡孕育剂，所混入的蠕化剂含量为0.6％，所混入的孕育剂含量为0.5％；稀土硅蠕化剂中各元素的重量含量依次为RE：24％，Si：44％，Mn：2.5％，钙钡孕育剂中各元素的重量含量依次为Si：78％，Ba：7％，Al：＜1.5％，Ca：2％；步骤四：将干燥处理后的混合粉放入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用3D打印技术对蠕墨铸铁铸件缺陷修复的方法，其特征在于：所述修复方法如下：步骤一：将需要修补缺陷铸件的修补平整，使待修补处变成规则的形状；步骤二：将步骤一所述修补处变成规则形状的铸件固定到3D打印机上，待修补处加热到580‑620℃；步骤三：将生铁粉、蠕化剂粉、孕育剂粉按一定比例在行星式球磨机中搅拌均匀；步骤四：将干燥处理后的混合粉放入3D打印机料斗中；步骤五：将待打印的程序导入3D打印机并启动机器，3D打印机在待修复处喷粉，激光随后进行熔覆，激光能量作用下混合粉熔化，得到一个层厚的蠕墨铸铁材料层；步骤六：每完成一层熔覆之后工作台下降一个层厚高度，重复步骤五直至铸件修补完成。

【技术特征摘要】
1.一种应用3D打印技术对蠕墨铸铁铸件缺陷修复的方法，其特征在于：所述修复方法如下：步骤一：将需要修补缺陷铸件的修补平整，使待修补处变成规则的形状；步骤二：将步骤一所述修补处变成规则形状的铸件固定到3D打印机上，待修补处加热到580-620℃；步骤三：将生铁粉、蠕化剂粉、孕育剂粉按一定比例在行星式球磨机中搅拌均匀；步骤四：将干燥处理后的混合粉放入3D打印机料斗中；步骤五：将待打印的程序导入3D打印机并启动机器，3D打印机在待修复处喷粉，激光随后进行熔覆，激光能量作用下混合粉熔化，得到一个层厚的蠕墨铸铁材料层；步骤六：每完成一层熔覆之后工作台下降一个层厚高度，重复步骤五直至铸件修补完成。2.根据权利要求1所述的一种应用3D打印技术对蠕墨铸铁铸件缺陷修复的方法，其特征在于：所述生铁粉的化学成分依次为：C：3.6-3.8％，Si：1.8-2.2％，Mn＜0.2％，P＜0.02％，S＜0.015％。3.根据权利要求1所述的一种应用3D打印技术对蠕墨铸铁铸件缺陷修复的方法，其特征在于：所述生铁粉、蠕化剂粉和孕育剂粉的粒度要均匀，过400-600...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢德宏，宋思宇，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53