一种异质金属激光增材制造方法技术

本发明专利技术提供的异质金属激光增材制造方法，在制备得到第一金属构件后，通过第一金属构件进行去应力、毛化等处理，能够可有效避免在增材制造异质金属复合结构过程中结合处生成的脆性金属间化合物，有效的提升了异质金属复合结构构件的综合力学性能，实现了高质量的异种合金激光增材制造。合金激光增材制造。合金激光增材制造。

【技术实现步骤摘要】
一种异质金属激光增材制造方法


[0001]本专利技术涉及激光增材制造领域，特别是涉及一种异质金属激光增材制造方法。

技术介绍

[0002]随着大功率激光器的出现，激光增材技术得到了快速的发展。与传统方法相比，激光增材方位极为灵活，可进行复杂结构全方向定向生长，可进行微结构增材制造并且热影响区变形小，成形质量好，除此之外，还可加工难熔材料如：钛、钨合金等。
[0003]为了满足结构轻型化、结构功能一体化和低成本设计与制造的发展要求，综合利用不同材料的性能优势，将具有不同特性的材料组合在一起使用已经越来越受到重视。例如钛合金比强度高、耐高温，但价格相对较为昂贵。铝合金密度小，价格相对较为低廉，因此当需要实现特殊用途时，可以使用铝/钛的复合结构。在航空航天方面，美制NASAYF
‑
12战斗机机翼采用了蜂窝夹层结构，将钛合金蒙皮和翼盒中铝合金蜂窝夹层连接起来，使机舱的散热片则通过将3003铝合金叶片组装到钛合金管上得以实现，采用这样设计，飞机既节约了生产成本，同时还减轻了飞机重量，提高了抗疲劳性能。空中客车采用钛板、铝肋复合结构连接飞机座位导轨和容易腐蚀的区域，以减轻机身重量和降低制造成本，提高抗腐蚀性能。在汽车行业，德国Titan公司已经开发出来一种汽车钛/铝排气系统，和钢制排气系统相比重量减轻40％。系统可以承受高于800℃的高温，这种材料适用于触媒转换器后面的所有排气部件的加工。因此将铝合金和钛合金组合起来使用就成为航天航空工业和汽车制造业的一种发展趋势。传统的两种金属组合多以螺栓连接、铆接或胶接，接合强度低，不能发挥组合效应。
[0004]由于两种材料的物理和化学性质差异很大，如果直接采用熔化焊接，结合界面极易形成的脆性金属间化合物，增加了合金结合面产生裂纹，零件整体开裂的风险，降低了结合强度，所以在保证热输入的情况下，降低结合面脆性相的析出对提高激光增材制造铝/钛的复合结构强度具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种异质金属激光增材制造方法，能够降低结合面脆性相的析出，进而提高激光增材的复合结构强度。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种异质金属激光增材制造方法，包括：
[0008]采用激光器按照预设数模轨迹在预处理后的基板上对第一金属进行激光增材制造，得到第一金属构件，并对所述第一金属构件进行去应力处理；
[0009]毛化所述第一金属构件，将预处理后的第二金属粉末按设定厚度涂覆在所述毛化后的所述第一金属构件上；所述第二金属粉末的熔点低于所述第一金属的熔点；
[0010]待满足设定条件后，将涂覆有第二金属粉末的毛化后的所述第一金属构件置于真空热处理炉中加热预设时间，得到第二金属构件；所述真空热处理炉的加热温度设置为高
于所述第二金属粉末的熔点，低于第一金属的熔点；
[0011]在所述第二金属构件上使用激光增材技术继续沉积第二金属粉末，得到第三金属构件；第三金属构件即为制备得到的激光增材结构。
[0012]优选地，采用激光器按照预设数模轨迹在预处理后的基板上对第一金属进行激光增材制造，之前还包括：
[0013]对所述基板进行打磨，采用有机溶剂去除打磨后基板上的污渍得到预处理后的基板；
[0014]调整预处理后的基板的位置后，采用夹具固定调整位置后的基板。
[0015]优选地，所述有机溶剂为无水乙醇。
[0016]优选地，所述第一金属为在真空环境下烘干的金属粉末。
[0017]优选地，所述第一金属为钛合金粉末。
[0018]优选地，对所述第二金属粉末进行预处理的过程包括：
[0019]将所述第二金属粉末浸没在可挥发溶剂中，待所述第二金属粉末全部沉降在所述可挥发溶剂底部后，取出沉降粉末；所述沉降粉末即为预处理后的第二金属粉末。
[0020]优选地，所述第二金属粉末为铝合金粉末。
[0021]优选地，所述设定条件为预处理后的第二金属粉末中携带的所述可挥发溶剂完全挥发。
[0022]优选地，所述设定厚度为0.1mm
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1mm。
[0023]优选地，所述预设时间为5min
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20min。
[0024]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0025]本专利技术提供的异质金属激光增材制造方法，在制备得到第一金属构件后，通过第一金属构件进行去应力、毛化等处理，能够可有效避免在增材制造异质金属复合结构过程中结合处生成的脆性金属间化合物，有效的提升了异质金属复合结构构件的综合力学性能，实现了高质量的异种合金激光增材制造。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本专利技术提供的异质金属激光增材制造方法的流程图；
[0028]图2为本专利技术实施例提供的异质金属激光增材制造方法的整体实施架构图；
[0029]图3为本专利技术实施例提供的采用异质金属激光增材制造方法制备得到的钛
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铝合金复合结构薄壁构件示意图；
[0030]图4为本专利技术实施例提供的预置铝合金粉末后的示意图；
[0031]图5为本专利技术实施例提供的将预置有铝合金粉末的构件置于真空热处理炉融化后的结构示意图；
[0032]图6为本专利技术实施例提供的在铝合金金属层上继续激光增材制造铝合金材料的薄壁构件示意图。
[0033]符号说明：
[0034]1‑
铝合金薄壁，2
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铝合金预置层，3
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钛合金薄壁，4
‑
钛合金基板，5
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预置铝合金粉末。
具体实施方式
[0035]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。
[0036]本专利技术的目的是提供一种异质金属激光增材制造方法，能够降低结合面脆性相的析出，进而提高激光增材的复合结构强度。
[0037]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0038]如图1，本专利技术提供的异质金属激光增材制造方法，包括：
[0039]步骤100：采用激光器按照预设数模轨迹在预处理后的基板上对第一金属进行激光增材制造，得到第一金属构件，并对第一金属构件进行去应力处理。其中，基板的预处理过程为：对基板进行打磨，采用有机溶剂(例如无水乙醇)去除打磨后基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异质金属激光增材制造方法，其特征在于，包括：采用激光器按照预设数模轨迹在预处理后的基板上对第一金属进行激光增材制造，得到第一金属构件，并对所述第一金属构件进行去应力处理；毛化所述第一金属构件，将预处理后的第二金属粉末按设定厚度涂覆在所述毛化后的所述第一金属构件上；所述第二金属粉末的熔点低于所述第一金属的熔点；待满足设定条件后，将涂覆有第二金属粉末的毛化后的所述第一金属构件置于真空热处理炉中加热预设时间，得到第二金属构件；所述真空热处理炉的加热温度设置为高于所述第二金属粉末的熔点，低于第一金属的熔点；在所述第二金属构件上使用激光增材技术继续沉积第二金属粉末，得到第三金属构件；第三金属构件即为制备得到的激光增材结构。2.根据权利要求1所述的异质金属激光增材制造方法，其特征在于，采用激光器按照预设数模轨迹在预处理后的基板上对第一金属进行激光增材制造，之前还包括：对所述基板进行打磨，采用有机溶剂去除打磨后基板上的污渍得到预处理后的基板；调整预处理后的基板的位置后，采用夹具固定调整位置后的基板。3.根据权利要求1所述的异质金属激光增材制造方法，其...

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