一种激光熔凝层组织精确控制方法技术

本发明专利技术涉及一种激光熔凝层组织精确控制方法，其步骤包括首先建立激光熔凝温度场数值模拟模型，并根据实际检测的温度数据对上述温度场数值模拟模型进行修正优化，再利用所选样品的凝固组织与熔凝过程中的温度梯度G与凝固梯度R关系数据库，获得所选样品的凝固组织所对应的G和R值，代入优化后的温度场数值模拟模型进而逆向导出相对应样品的熔凝工艺参数，最后利用该工艺参数对样品进行激光熔凝试验进而获得精确控制后的熔凝层组织。本发明专利技术通过模型与试验的结合方式，既可以精确获得所需的激光熔凝组织，也可以避免通过复杂的多次试验来实现对激光熔凝层组织精确控制，简化了操作，且精确了结果，且获得的样品的性能也大大提升。

A precise control method of laser melted layer structure

The invention relates to a precise control method of laser melting layer structure, which comprises the steps of first establishing a numerical simulation model of laser melting temperature field, modifying and optimizing the numerical simulation model of the above temperature field according to the actual temperature data detected, and then obtaining the selected sample by using the relational database of the solidification structure of the selected sample and the temperature gradient g and the solidification gradient r in the melting process The values of G and R corresponding to the solidification structure of are substituted into the optimized numerical simulation model of temperature field, and then the parameters of the corresponding sample are derived reversely. Finally, the laser melting test is carried out on the sample by using the parameters to obtain the precisely controlled melting layer structure. Through the combination of model and test, the invention can not only accurately obtain the required laser melting structure, but also avoid the realization of precise control of laser melting layer structure through complex multiple tests, simplify the operation, accurate results, and greatly improve the performance of the obtained samples.

【技术实现步骤摘要】
一种激光熔凝层组织精确控制方法
本专利技术属于激光加工方法
，具体涉及一种激光熔凝层组织精确控制方法。
技术介绍
材料的性能是由其微观组织决定的，包括相的种类和形态，而微观组织则是由凝固过程条件所决定，因此控制凝固过程以获得理想的组织和性能是研究人员追求的目标。激光熔凝是指利用高能密度的激光束扫描工件的表面，使表面一薄层熔化并在极快的冷却速度下凝固。激光熔凝可以在普通的金属材料表面获得高硬度、高耐磨性和高温性能的改性层；同时可使零件的心部仍保持较好的韧性，使零件具有耐蚀性好、冲击韧性高、疲劳强度高的特点。激光熔凝是局部快速凝固非平衡物理冶金过程，该方法具有功率密度高工件变形小、工艺简单等特点，特别是激光熔凝的凝固界面的温度梯度可高达103K/mm，凝固速度高达每秒数米，可以获得超细组织和结构，因此激光熔凝技术近年来在材料表面改性技术方面得到了广泛应用。根据快速凝固原理，激光凝固后组织受到凝固材料化学成分、固液界面前沿的温度梯度(G)、凝固速度(R)、固液界面能等因素的影响。温度梯度(G)与凝固速度(R)的商决定着凝固组织，温度梯度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光熔凝层组织精确控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1：基于有限元建立激光熔凝温度场数值模拟模型；/n步骤S2：取样品进行激光熔凝试验并获得温度数据，根据该温度数据对步骤S1中的温度场数值模拟模型进行修正优化，获得优化后的温度场数值模拟模型；/n步骤S3：利用所选样品的凝固组织对应的熔凝过程中温度梯度G与凝固梯度R关系数据库，获得该样品凝固组织所对应的G与R值，并将其代入到步骤S2获得的优化后的温度场数值模拟模型进而逆向导出相对应样品的熔凝工艺参数，所述工艺参数包括激光功率、扫描速度、光斑尺寸和激光扫描方向；/n步骤S4：将所选样品表面进行预处理，根据步骤S3获得的工艺参数...

【技术特征摘要】
1.一种激光熔凝层组织精确控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：基于有限元建立激光熔凝温度场数值模拟模型；
步骤S2：取样品进行激光熔凝试验并获得温度数据，根据该温度数据对步骤S1中的温度场数值模拟模型进行修正优化，获得优化后的温度场数值模拟模型；
步骤S3：利用所选样品的凝固组织对应的熔凝过程中温度梯度G与凝固梯度R关系数据库，获得该样品凝固组织所对应的G与R值，并将其代入到步骤S2获得的优化后的温度场数值模拟模型进而逆向导出相对应样品的熔凝工艺参数，所述工艺参数包括激光功率、扫描速度、光斑尺寸和激光扫描方向；
步骤S4：将所选样品表面进行预处理，根据步骤S3获得的工艺参数对样品表面进行激光熔凝试验并获得所需的熔凝层组织。


2.根据权利要求1所述的一种激光熔凝层组织精确控制方法，其特征在于：所述步骤S2中的温度数据的获取是通过非接触式温度探测设备获得的，所述非接触式温度探测设备为红外热像仪或红外增...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东生，周杏花，季燕，王松林，李杰，
申请(专利权)人：铜陵学院，
类型：发明
国别省市：安徽;34