一种内部缺陷对增材制造零件的性能影响的评价方法技术

本发明专利技术公开一种内部缺陷对增材制造零件的性能影响的评价方法，包括以下步骤：建立缺陷尺寸对力学性影响系数、建立缺陷形状对力学性影响系数、建立缺陷位置对力学性影响系数和综合评价缺陷对力学性能影响；本发明专利技术通过构建无损检测方法检测零件内部缺陷的尺寸、位置和形状，建立尺寸对性能影响系数、位置对性能影响系数、形状对影响影响系数及综合影响系数，以此定性和定量的评价增材制造零件内部缺陷的尺寸大小、形状和位置对力学性能影响规律，在实际应用中只要通过无损检测出零件内部的缺陷的尺寸、位置和形状，在不破坏零件的情况下即可评价零件的力学性能，一定程度上降低了评价成本，提高了评价效率和评价结果的精确度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种内部缺陷对增材制造零件的性能影响的评价方法


[0001]本专利技术涉及增材制件力学性能评价
，尤其涉及一种内部缺陷对增材制造零件的性能影响的评价方法。

技术介绍

[0002]增材制造技术起源于20世纪60年代，是将计算机技术与材料科学结合在一起，运用离散、堆积的思想将零件成形，对于结构复杂、难加工材料以及薄壁零件的加工均有很好的效果，同时具备加工周期短、无模具和材料利用率高等优点，在多种材料中都有很好的建树，如钛合金、高温合金、铁基合金以及铝合金、陶瓷等，激光沉积制造技术是增材制造技术的一种，是结合了激光熔覆技术与快速原型技术的一种新型一体化制造技术，该技术以待加工粉末同轴送进为特征，按照预先设定好的加工路径利用激光逐层熔化沉积，激光沉积制造过程是不断的将金属粉末熔化，冷却凝固，进而层层堆积逐渐成形，沉积过程中已经凝固成形的各层需要经过反复加热、冷却的热循环，导致激光沉积制件不同成形方向组织、力学性能以及缺陷分布有较大的差异。
[0003]激光增材制造出的结构件与传统铸锻件相比，内部组织、力学性能均发生改变，同时缺陷形式也有很大不同，所以不能直接挪用铸锻件检测数据，现有的技术只有零件进行无损检测，检测出零件内部缺陷的大小、位置和形状，再依据国家标准和行业标准，判定零件是否合格，而对于零件的力学性能检测，只有进行破坏性试验，即用同种制造工艺、同种材料、同一设备制造出力学性能试棒，对试棒进行破坏性力学性能试验，以此试验数值间接表示零件的力学性能，因此，本专利技术提出一种内部缺陷对增材制造零件的性能影响的评价方法以解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术的目的在于提出一种内部缺陷对增材制造零件的性能影响的评价方法，该方法通过构建无损检测方法检测零件内部缺陷的尺寸、位置和形状，建立尺寸对性能影响系数、位置对性能影响系数、形状对影响影响系数及综合影响系数，以此定性和定量的评价增材制造零件内部缺陷的尺寸大小、形状和位置对力学性能影响规律。
[0005]为了实现本专利技术的目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种内部缺陷对增材制造零件的性能影响的评价方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一：建立缺陷尺寸对力学性影响系数
[0007]先根据检测需要增材制造出规定高度的零件，并在制造过程中制造不同尺寸大小R
y
的缺陷，且每组缺陷的增材制造三组零件，再增材制造一组无缺陷的零件，有缺陷零件和无缺陷零件制造完毕后均进行表面处理，以达到无损检测要求，然后对每一组零件进行无损检测，并将检测值平均计算，得到缺陷尺寸平均值R
j
，将R
j
与R
y
比较即得出缺陷的检测尺寸和真实尺寸之间比值则建立缺陷尺寸影响函数f
c
(R
j
，i)，之后将有缺陷零件
和无缺陷零件均加工成拉伸测试试棒并进行拉伸测试，分别将测试结果平均计算得到平均值L
pqx
和L
pw
，根据有缺陷零件和无缺陷零件拉伸性能对比，建立缺陷尺寸对力学性影响系数
[0008]步骤二：建立缺陷形状对力学性影响系数
[0009]先根据检测需要增材制造出规定高度的零件，并在制造过程中制造不同形状X
y
的缺陷，且每组缺陷的增材制造三组零件，建立缺陷形状影响因数f
x
，再增材制造一组无缺陷的零件，有缺陷零件和无缺陷零件制造完毕后均进行表面处理，以达到无损检测要求，然后对每一组零件进行无损检测，得形状Z
j
，之后将有缺陷零件和无缺陷零件均加工成拉伸测试试棒并进行拉伸测试，分别将测试结果平均计算得到平均值L
pqx
和L
pw
，根据有缺陷零件和无缺陷零件拉伸性能对比，建立缺陷形状对力学性影响系数
[0010]步骤三：建立缺陷位置对力学性影响系数
[0011]先根据检测需要增材制造出规定高度的零件，并在制造过程中制造不同位置W
y
的缺陷，且每组缺陷的增材制造三组零件，再增材制造一组无缺陷的零件，有缺陷零件和无缺陷零件制造完毕后均进行表面处理，以达到无损检测要求，然后对每一组零件进行无损检测，并将检测值平均计算，得到缺陷位置平均值W
j
，建立缺陷位置影响因数f
w
，之后将有缺陷零件和无缺陷零件均加工成拉伸测试试棒并进行拉伸测试，分别将测试结果平均计算得到平均值L
pqx
和L
pw
，根据有缺陷零件和无缺陷零件拉伸性能对比，建立缺陷形状对力学性影响系数
[0012]步骤四：综合评价缺陷对力学性能影响
[0013]综合考虑缺陷的大小、形状和位置，得增材制造零件的力学性能，L＝Lgb
×
k
×
m
×
n，即通过零件力学性能的标准值，和无损检测出来缺陷的大小、形状和位置，定量的计算出零件的力学性能值。
[0014]进一步改进在于：所述步骤二中，缺陷形状影响因数f
x
＝1，0.9，0.9，0.8，当缺陷形状为球形时取1，矩形时取0.9，长方形时取0.9，三角形时取0.8。
[0015]进一步改进在于：所述步骤三中，缺陷位置影响因数f
w
＝1,0.9,0.8,当缺陷在零件心部取1，当缺陷在零件表面及距零件1mm以内取0.8，其余取0.9。
[0016]进一步改进在于：对于不同尺寸大小R
y
的缺陷、不同形状X
y
的缺陷以及不同位置W
y
的缺陷，采用机械加工的方法预制或采用增材制造的方法直接在零件内部增材制造。
[0017]进一步改进在于：所述机械加工的方法包括钻销加工、铣削加工电火花加工和激光微加工，采用增材制造的方法制造缺陷时，先根据评价需要设计零件的CAD数模，再在CAD数模中预留缺陷孔洞，然后将预留缺陷孔洞的CAD数模导入增材制造设备中进行制造。
[0018]进一步改进在于：所述无损检测采用超声或X射线的方式，所述拉伸测试试棒通过机械加工的方式加工。
[0019]进一步改进在于：所述不同形状X
y
的缺陷包括球形缺陷、三角型缺陷、矩形缺陷或长方形缺陷，所述不同位置W
y
的缺陷包括零件底部缺陷、零件中部缺陷、零件上部缺陷、零
件表面缺陷、零件亚表面缺陷或零件心部缺陷。
[0020]本专利技术的有益效果为：本专利技术通过构建无损检测方法检测零件内部缺陷的尺寸、位置和形状，建立尺寸对性能影响系数、位置对性能影响系数、形状对影响影响系数及综合影响系数，以此定性和定量的评价增材制造零件内部缺陷的尺寸大小、形状和位置对力学性能影响规律，在实际应用中只要通过无损检测出零件内部的缺陷的尺寸、位置和形状，在不破坏零件的情况下即可评价零件的力学性能，一定程度上降低了评价成本，提高了评价效率和评价结果本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内部缺陷对增材制造零件的性能影响的评价方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：建立缺陷尺寸对力学性影响系数先根据检测需要增材制造出规定高度的零件，并在制造过程中制造不同尺寸大小R
y
的缺陷，且每组缺陷的增材制造三组零件，再增材制造一组无缺陷的零件，有缺陷零件和无缺陷零件制造完毕后均进行表面处理，以达到无损检测要求，然后对每一组零件进行无损检测，并将检测值平均计算，得到缺陷尺寸平均值R
j
，将R
j
与R
y
比较即得出缺陷的检测尺寸和真实尺寸之间比值i：则建立缺陷尺寸影响函数f
c
(R
j
，i)，之后将有缺陷零件和无缺陷零件均加工成拉伸测试试棒并进行拉伸测试，分别将测试结果平均计算得到平均值L
pqx
和L
pw
，根据有缺陷零件和无缺陷零件拉伸性能对比，建立缺陷尺寸对力学性影响系数k:步骤二：建立缺陷形状对力学性影响系数先根据检测需要增材制造出规定高度的零件，并在制造过程中制造不同形状X
y
的缺陷，且每组缺陷的增材制造三组零件，建立缺陷形状影响因数f
x
，再增材制造一组无缺陷的零件，有缺陷零件和无缺陷零件制造完毕后均进行表面处理，以达到无损检测要求，然后对每一组零件进行无损检测，得形状Z
j
，之后将有缺陷零件和无缺陷零件均加工成拉伸测试试棒并进行拉伸测试，分别将测试结果平均计算得到平均值L
pqx
和L
pw
，根据有缺陷零件和无缺陷零件拉伸性能对比，建立缺陷形状对力学性影响系数步骤三：建立缺陷位置对力学性影响系数先根据检测需要增材制造出规定高度的零件，并在制造过程中制造不同位置W
y
的缺陷，且每组缺陷的增材制造三组零件，再增材制造一组无缺陷的零件，有缺陷零件和无缺陷零件制造完毕后均进行表面处理，以达到无损检测要求，然后对每一组零件进行无损检测，并将检测值平均计算，得到缺陷位置平均值W
j
，建立缺陷位置影响因数f
w
，之后将有缺陷零件和无缺陷零件均加工成拉伸测试试棒并进行拉伸测试，分别将测试结果平均计算得到平均值...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨光，任宇航，赵朔，钦兰云，周思雨，王超，
申请(专利权)人：沈阳航空航天大学，
类型：发明
国别省市：