一种非晶合金零件的锻造/增材复合制造方法技术

本发明专利技术属于非晶合金热塑性成形和增材制造技术领域，具体涉及一种非晶合金零件的锻造/增材复合制造方法，其首先利用粉末烧结技术将非晶合金粉末材料制成预锻坯，然后将该预锻坯置于闭式锻造模具内进行闭式热模锻造，得到非晶合金零件主体结构，最后在该主体结构上利用能场辅助增材制造技术加工出局部相对尺寸小的精细结构，或一些锻造不能成形的结构，如薄壁筋板类、中空壳体、随形冷却流道等。相应地获得了一种大尺寸、复杂非晶合金零件锻造/增材复合制造方法，特别是对非晶合金主体结构与局部精细结构之间的界面连接性能进行了强化和提升。

A Forging/Adding Composite Manufacturing Method for Amorphous Alloy Parts

The invention belongs to the field of amorphous alloy thermoplastic forming and material-adding manufacturing technology, and specifically relates to a forging/material-adding compound manufacturing method for amorphous alloy parts. Firstly, amorphous alloy powder material is made into pre-forged blank by powder sintering technology, and then the pre-forged blank is placed in a closed forging die for closed hot die forging to obtain the main structure of amorphous alloy parts. In the main structure, fine structures with small relative sizes or structures that can not be formed by forging, such as thin-walled ribs, hollow shells and conformal cooling runners, are manufactured by energy field-assisted augmentation manufacturing technology. Accordingly, a forging/augmentation composite manufacturing method for large-size and complex amorphous alloy parts was obtained, especially the interface bonding between the main structure and local fine structure of amorphous alloy was strengthened and improved.

【技术实现步骤摘要】
一种非晶合金零件的锻造/增材复合制造方法
本专利技术属于非晶合金热塑性成形和增材制造
，具体涉及一种非晶合金零件的锻造/增材复合制造方法。
技术介绍
随着航空航天领域的快速发展，人们对航空航天装备的性能要求不断提高。目前一些大型航天装备，如运载器、卫星、飞船、深空探测器等空间飞行器的成形制造不断朝着轻量化、整体化、复杂化、高性能化的方向发展。发动机盘、轴类零件、涡轮机匣、起落架等航空航天零部件的加工难度不断增大。这些复杂结构采用机加工、铸造、锻造或难以制造，或成本极高。传统以机加工结合焊接组装为主的制造方法，不仅重量难以降低，焊缝中存在的孔隙、微裂纹等缺陷和残余应力的存在使得零件的整体性能相对较低，而且焊缝与母材的电化学差异带来太空原子氧腐蚀，已难以满足航天装备的需求。增材制造技术是一种基于离散材料逐层堆积成形原理的新型快速制造技术，在复杂精细结构制造、单件快速开发等方面相比于传统的制造方式具有突出优势。但是采用增材制造技术直接成形大尺寸金属零件不仅材料利用率较低，成本极高，而且增材制造技术是一种逐点或逐层沉积的长时间累加过程，成形构件尺寸越大，周期越长，内部累积的残余应力与变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非晶合金零件的锻造/增材复合制造方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)利用粉末烧结技术将非晶合金粉末材料制成预锻坯；(2)将步骤(1)所述预锻坯置于闭式锻造模具内进行闭式热模锻造，得到非晶合金零件主体结构；(3)在步骤(2)所述非晶合金零件主体结构上利用能场辅助增材制造技术加工出局部结构或锻造不能成形的结构；所述能场用于辅助调控零件主体结构与增材结构之间的界面连接性能；其中，所述模具内预留排气孔，用于排出闭式锻造模具内的气体，降低金属在最终填充阶段的流动阻力；同时闭式锻造模具上冲头装有振动装置，促进金属流体在模具内的流动填充，使内部组织变形均匀，消除气孔或裂纹，提高零件的致密度，改善零...

【技术特征摘要】
1.一种非晶合金零件的锻造/增材复合制造方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)利用粉末烧结技术将非晶合金粉末材料制成预锻坯；(2)将步骤(1)所述预锻坯置于闭式锻造模具内进行闭式热模锻造，得到非晶合金零件主体结构；(3)在步骤(2)所述非晶合金零件主体结构上利用能场辅助增材制造技术加工出局部结构或锻造不能成形的结构；所述能场用于辅助调控零件主体结构与增材结构之间的界面连接性能；其中，所述模具内预留排气孔，用于排出闭式锻造模具内的气体，降低金属在最终填充阶段的流动阻力；同时闭式锻造模具上冲头装有振动装置，促进金属流体在模具内的流动填充，使内部组织变形均匀，消除气孔或裂纹，提高零件的致密度，改善零件的力学性能。2.如权利要求1所述的复合制造方法，其特征在于，所述步骤(1)具体为：将非晶合金粉末放入包套中通过冷等静压技术压制成冷压坯，所述冷压坯周围包一层石墨片；然后将冷压坯放入烧结用模具中，然后放入放电等离子烧结炉体中，抽真空，通入氮气保护气氛，设置烧结工艺参数，通过放电等离子烧结得到预锻坯。3.如权利要求1所述的复合制造方法，其特征在于，所述步骤(2)具体为：启动电阻加热棒加热模具至所选非晶合金粉末成分的过冷液相区预设温度，将所述预锻坯放入模具中合模；待零件升温到预设温度后启动振动装置，调节相应的工艺参数，上冲头以一定的速度和载荷作用在零件上，待预锻坯完全充满模具内腔，保压一定时间，整个过程总时间小于非晶合金在所选温度下的晶化起始时间以避免试样发生晶化。4.如权利要求1所述的复合制造方法，其特征在于，步骤(3)所述能场辅助增材制造技术为电磁搅拌辅助激光选区烧结，超高频脉冲方波辅助电弧增材制造或高频微锤锻辅助激光选区烧结；其中，所述超高频脉冲方波的脉冲电流频率为20～100kHz，所述高频微锤锻的频率为20～80kHz。5.如权利要求4所述的复合制造方法，其特征在于，所述电磁搅拌辅助激光选区烧结具...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新云，龚攀，丁华平，邓磊，金俊松，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42