一种激光选区熔化成型构件的检测方法技术

本发明专利技术属于增材制造领域，公开了一种激光选区熔化成型构件的检测方法。所述方法包括如下步骤：S1：对激光选区熔化成型构件进行超声波清洗和真空干燥；S2：采用超声检测法对经步骤S1处理的构件的厚度小于7.5mm的部位进行检测；S3：采用X射线成像技术对经步骤S1处理的构件的厚度为7.5mm

【技术实现步骤摘要】
一种激光选区熔化成型构件的检测方法


[0001]本专利技术属于增材制造领域，更具体地，涉及一种激光选区熔化成型构件的检测方法。

技术介绍

[0002]精密轴承座是航空发动机的重要承力部件，其结构复杂、制造难度大，对保证发动机质量和提高发动机整体运转寿命方面有着至关重要的作用，因此对精密轴承座的加工工艺与交付质量有着更高要求。近年来，随着航空发动机整体化、轻量化、大功重比要求的提升，钛合金精密复杂轴承座的制造在我国涡轴发动机中的应用越来越凸显其关键性。钛合金因具有较低的密度，较高的强度和耐腐蚀能力以及良好的高温性能，这使得目前涡轴发动机的精密轴承座大多采用钛合金进行制造。不过，由于钛合金在熔化时很高的化学活性，以及较高的加工抗力，目前钛合金复杂结构件传统上常采用“铸造/锻造+机械加工+螺栓连接/焊接”组合工艺生产，材料利用率低，生产成本高。特别是，在轴承座构件中通常采用集成化设计，带有复杂内部进油，同时又集成应急油路，结构精细且复杂程度高，采用这种常规工艺方法，零件成型难度大，且冶金质量及尺寸精度往往难以满足设计要求。
[0003]激光选区熔化技术是基于离散/堆积的思想，采用分层制造的方法，即通过材料的逐渐累积来实现制造的增材技术。这项技术首先在计算机中生成零件的三维CAD实体模型，通过专门的软件对该三维实体模型进行切片分层，得到各截面的轮廓数据，将这些数据导入SLM成型设备，随后在数控系统的控制下，激光光束按照预定的路径选择性地扫描熔化预先铺好的金属粉末，这些金属粉末熔化后快速凝固可达到良好的冶金结合，重复这一过程堆积形成三维实体零件。激光选区熔化技术的这种成型思路，可以实现复杂精密构件的直接制造，并已在钛合金、铝合金、高温合金等复杂零部件的制造中成功实践，为钛合金复杂精密轴承座零件成型提供了一条重要途径。但该技术当前属于新工艺技术，与传统的铸造、锻造、焊接等加工方式差别极大，目前仍缺少对成型构件质量检验方法，特别是，激光选区熔化的缺陷特征与传统制造方式差异极大，同时，航空发动机的可靠性分析也要求必须拥有系统完备的缺陷检测数据以便进行准确的分析，因此，建立钛合金激光选区熔化成型构件缺陷的检测方法，对于实现激光选区熔化成型钛合金复杂精密轴承座零件的成功应用至关重要。
[0004]因此，目前亟待提出一种激光选区熔化成型构件的检测方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对技术的缺陷，提供一种激光选区熔化成型构件的检测方法。本专利技术能够准确、全面、快捷的检测激光选区熔化成型钛合金轴承座构件内部缺陷。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种激光选区熔化成型构件的检测方法，所述方法包括如下步骤：
[0007]S1：对激光选区熔化成型构件进行超声波清洗和真空干燥；
[0008]S2：采用超声检测法对经步骤S1处理的构件的厚度小于7.5mm的部位进行检测；
[0009]S3：采用X射线成像技术对经步骤S1处理的构件的厚度为7.5mm
‑
15mm的部位进行检测；
[0010]S4：采用工业CT技术对经步骤S1处理的构件的厚度大于15mm的部位进行检测；
[0011]S5：记录步骤S2
‑
S4检测到的缺陷数据。
[0012]本专利技术的设计思想是：
[0013]本专利技术针对激光选区熔化成形钛合金轴承座构件结构复杂的特点，首次提出对激光选区熔化成形钛合金轴承座构件所有结构进行划分，并结合不同检测方法的技术特点，从而实现激光选区熔化成形钛合金轴承座构件内部缺陷全面性能的检测。
[0014]在本专利技术中，对激光选区熔化成型构件进行超声波清洗的目的在于去除构件表面粘附的粉末。
[0015]根据本专利技术，优选地，所述激光选区熔化成型构件为轴承座、燃油喷嘴和阀门中的至少一种。
[0016]根据本专利技术，优选地，构件的厚度小于7.5mm的部位包括轴承座薄壁结构和/或轴承座外管路。
[0017]根据本专利技术，优选地，构件的厚度为7.5mm
‑
15mm的部位包括轴承座底座和/或轴承座外圆。
[0018]根据本专利技术，优选地，构件的厚度大于15mm的部位包括轴承座内流道。
[0019]根据本专利技术，优选地，所述激光选区熔化成型构件的材质为钛合金、铝合金和高温合金中的至少一种；优选地，所述钛合金为TC4钛合金和/或Ti2AlNb钛合金。
[0020]根据本专利技术，优选地，在步骤S2中，所述超声检测法包括接触法超声检测和/或水浸法超声检测。
[0021]根据本专利技术，优选地，所述接触法超声检测的检测参数包括：
[0022]探头类型：15MHz点聚焦探头；焦距：3inch；超声波声速：6000
‑
8000m/s；标块：Φ0.8+10dB。在本专利技术中，检测设备的灵敏度满足信噪比下的最大灵敏度。
[0023]根据本专利技术，优选地，在步骤S3中，X射线成像技术包括X射线数字成像技术和/或X射线胶片成像技术。
[0024]根据本专利技术，优选地，所述X射线数字成像技术包括从俯视方向进行检测和/或从侧视方向进行检测。
[0025]根据本专利技术，优选地，从俯视方向进行检测的参数包括：放大倍率1.67
‑
2.33，电压110
‑
170KV，电流大于0.35mA，曝光时间800
‑
1000ms；
[0026]从侧视方向进行检测的参数包括：放大倍率2.33
‑
3.33，电压190
‑
210KV，电流大于等于0.35mA，曝光时间800
‑
1000ms。
[0027]根据本专利技术，优选地，步骤S4的检测参数包括：放大倍率1.56
‑
2.33，电压350
‑
440KV，电流大于等于1.3mA，曝光时间600
‑
800ms，像素值为0.10
‑
0.12mm。
[0028]本专利技术的技术方案的有益效果如下：
[0029](1)本专利技术操作简单，能够准确、全面、快捷的检测激光选区熔化成型构件内部缺陷，填补激光选区熔化成型复杂构件内部缺陷无法实现全面检测的空白。
[0030](2)本专利技术的研发将显著提高我国航空发动机复杂精密金属结构件的整体高性
能、高效率、高可靠性的技术水平，并提升航空航天工业制造的基础能力。
[0031](3)本专利技术可以解决现有单一检测方法可操作性差、检测精度低，无法实现激光选区熔化成型钛合金轴承座构件内部缺陷全面检测的问题。
[0032](4)本专利技术使用范围广泛、技术推广性强，通过本专利技术的建立，可以推广到所有激光选区熔化成形钛合金构件内部缺陷的无损检测，推动激光选区熔化成形技术在各领域中的进一步应用。
[0033]本专利技术的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0034]通过结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光选区熔化成型构件的检测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1：对激光选区熔化成型构件进行超声波清洗和真空干燥；S2：采用超声检测法对经步骤S1处理的构件的厚度小于7.5mm的部位进行检测；S3：采用X射线成像技术对经步骤S1处理的构件的厚度为7.5mm
‑
15mm的部位进行检测；S4：采用工业CT技术对经步骤S1处理的构件的厚度大于15mm的部位进行检测；S5：记录步骤S2
‑
S4检测到的缺陷数据。2.根据权利要求1所述的激光选区熔化成型构件的检测方法，其中，所述激光选区熔化成型构件为轴承座、燃油喷嘴和阀门中的至少一种。3.根据权利要求2所述的激光选区熔化成型构件的检测方法，其中，构件的厚度小于7.5mm的部位包括轴承座薄壁结构和/或轴承座外管路；构件的厚度为7.5mm
‑
15mm的部位包括轴承座底座和/或轴承座外圆；构件的厚度大于15mm的部位包括轴承座内流道。4.根据权利要求1所述的激光选区熔化成型构件的检测方法，其中，所述激光选区熔化成型构件的材质为钛合金、铝合金和高温合金中的至少一种；优选地，所述钛合金为TC4钛合金和/或Ti2AlNb钛合金。5.根据权利要求1所述的激光选区熔化成型构件的检测方法，其中，在步骤S2中，所述超声检测法包括接触法超声检测和/或水浸法超声检测。6.根据权利要求5所述的激光选区熔化成型构件的检测方法，其中，所述接触法超声检测的检...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡雨升，廖亮清，吉海宾，任德春，雷家峰，杨锐，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：