具有冷却效应的高γ′超级合金的激光金属沉积制造技术

技术编号:24334598 阅读:189 留言:0更新日期:2020-05-29 21:39
一种由基础材料(10)增材制造或修复部件的系统(100)和方法(1000)。所述系统可以包括激光金属沉积(LMD)系统(200),其可操作地连接到用于在沉积在基础材料上的熔池中的增材材料的激光加工期间冷却(300)基础材料的装置。所述LMD系统包括激光能量源(202),所述激光能量源(202)被配置成朝向所述基础材料引导激光能量以在其上形成熔池并且加工所沉积的增材材料以在固化时在基础材料上形成若干层。用于冷却的装置可以被配置成在LMD过程期间使基础材料冷却到冷却温度范围内,这导致例如冷却/冷冻效应。此冷却效应缩短激光加工期间的固化周期,并且允许焊接热量从基础材料释放。

Laser metal deposition of high \u03b3 'superalloy with cooling effect

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有冷却效应的高γ′超级合金的激光金属沉积
本公开总体涉及材料技术的领域,并且更特定来说涉及使用具有冷却效应的高γ′超级合金的激光金属沉积的增材制造和修复方法。
技术介绍
由于优化这些合金以实现的高强度(以及对应的低延展性),超级合金的焊接提出多种技术挑战。正应用热源(例如激光和电弧)来构建增材制造的(AM)部分或修复受损的超级合金部件。令人遗憾的是,这些合金在例如激光金属沉积(LMD)过程和后续热处理期间非常易于热裂。室温下焊接期间的热裂通常发生在熔池中的固液界面处,这在结构上危害AM或经修复部件的完整性。因此,仍然需要在焊接期间抑制热裂发生的LMD系统或过程。
技术实现思路
应了解,本专利技术人已经认识到上述限制,并且现在公开一种例如通过利用冷却效应(例如,深度冷却效应)以及后续钎焊的高γ′超级合金的新的激光金属沉积过程。在一个示例性实施例中,提供一种由基础材料增材制造(AMR)或修复超级合金部件的系统。所述AMR系统可以至少包括激光金属沉积(LMD)系统,所述激光金属沉积(LMD)系统可操作地连接到用于在增材材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于由基础材料(10)增材制造或修复超级合金部件的系统(100),其包括:/n激光金属沉积(LMD)系统(200),所述激光金属沉积(LMD)系统(200)包括:/n激光能量源(202),所述激光能量源(202)可操作地配置成朝向所述基础材料引导激光能量,以用于在其上形成熔池并且用于激光加工沉积到所述熔池中的增材材料,以便在所述基础材料上形成一层增材材料;以及/n用于在激光加工期间冷却(300)所述基础材料的装置。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于由基础材料(10)增材制造或修复超级合金部件的系统(100),其包括:
激光金属沉积(LMD)系统(200),所述激光金属沉积(LMD)系统(200)包括:
激光能量源(202),所述激光能量源(202)可操作地配置成朝向所述基础材料引导激光能量,以用于在其上形成熔池并且用于激光加工沉积到所述熔池中的增材材料,以便在所述基础材料上形成一层增材材料;以及
用于在激光加工期间冷却(300)所述基础材料的装置。


2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述增材材料包括基础金属粉末和钎焊金属粉末中的至少一者。


3.根据权利要求1所述的系统,其中,用于冷却所述基础材料的装置是冷却系统,所述冷却系统包括器皿(302),所述器皿(302)适于在激光加工期间支撑所述基础材料并且可操作地连接到用于将冷却介质施配到所述器皿中以使所述基础材料冷却到所期望的冷却温度的装置。


4.根据权利要求3所述的系统,其中,所述器皿包括用于控制其中的冷却介质流的入口(304)和出口(306)。


5.根据权利要求4所述的系统,其中,用于施配所述冷却介质的装置是泵系统(350),所述泵系统(350)可操作地至少连接到所述器皿的所述入口,以用于在其中施配所述冷却介质。


6.根据权利要求5所述的系统,其中,所述泵系统包括连接到所述入口以用于施配所述冷却介质的泵以及用于控制所述冷却介质的流量和含量以实现所期望的冷却温度的控制器。


7.根据权利要求6所述的系统,其进一步包括传感器系统(400),所述传感器系统(400)可操作地连接到所述泵系统,用于感测所述器皿内的所述基础材料和冷却介质中的至少一者的温度,并且用于将所感测的温度提供到所述控制器,以用于控制所述流量和含量,从而实现所期望的冷却温度并且维持所期望的冷却温度,以便从所述基础材料释放焊接热量。


8.根据权利要求1所述的系统,其中,所述LMD系统进一步包括:
沉积工具(210),所述沉积工具(210)可操作地连接到粉末馈送系统,并且被配置成一旦沉积便递送增材材料以用于激光加工。


9.根据权利要求8所述的系统,其中,所述沉积工具可操作地连接...

【专利技术属性】
技术研发人员:B布尔鲍姆A卡梅尔D朱伊尼
申请(专利权)人:西门子能源公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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