【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于智能制造领域，具体涉及一种超高强韧变速箱阀体用粉芯丝材及一种超高强韧变速箱阀体，还涉及一种超高强韧变速箱阀体用粉芯丝材的制备方法及一种超高强韧变速箱阀体的制备方法。
技术介绍
1、超高强韧钢所具有的高强度、高韧性等性能优良的特点，多年以来，在冶金、汽车、航空等领域中的关键零件广泛选择超高强韧钢作为首选材料，被广泛的应用于冶金、军事、工程、电力、航空等多个重要的工业领域。
2、变速箱阀体主要就是通过液压原理来控制离合器和拨叉的，汽车变速箱阀体通常通过选择超高强韧性材料，通过调查发现，目前国内对这种超高强韧钢的生产技术和质量控制不稳定，通过压铸技术进行制备，变速箱阀体各部分厚度不一，在铸造过程中产品会出现缺陷，例如气孔缺陷、渣孔、砂孔，严重限制了使用寿命。
3、目前，对于变速箱阀体制造大部分选择采用铸造-锻造-精加工的方式来制备，采用该方法制备时不仅材料浪费率高，而且铸件质量不稳定，生产周期长工序多，铸造这种复杂零件难以控制其均匀冷却进而导致其产生宏观偏析等，容易导致裂纹的产生。另外，这种高强钢进行锻造后加工难度极高，极易损伤刀具。
技术实现思路
1、本专利技术的第一个目的是提供一种超高强韧变速箱阀体用粉芯丝材，该粉芯丝材用于3d打印制造超高强韧结构件。
2、本专利技术的第二个目的是提供一种超高强韧变速箱阀体用粉芯丝材的制备方法。
3、本专利技术的第三个目的是提供一种超高强韧变速箱阀体的制备方法，该方法制造的超高强韧变速箱阀
4、本专利技术的第四个目的是提供一种超高强韧变速箱阀体。
5、本专利技术所采用的第一个技术方案是，超高强韧变速箱阀体用粉芯丝材，包括药芯粉末和外皮，药芯粉末按质量百分比由以下粉末组成：碳粉0.5％，锰粉10％～15％，铬粉10％～15％，镍粉15～20％，钛粉1％，硅粉1％，钼粉2％，铜粉2％，ceo2粉：1.5％～2％，铁粉余量，以上组分质量百分比之和为100％；外皮为低碳钢带，具体成分为c：0.021％；mn:0.15％；s：0.006％；p：0.007％；si:0.19％；fe:余量；粉芯丝材的填充率为20wt％-25wt％。
6、本专利技术所采用的第二个技术方案是，超高强韧变速箱阀体用粉芯丝材的制备方法，具体为：
7、步骤1：按质量百分比分别称取以下药芯粉末：碳粉0.5％，锰粉10％～15％，铬粉10％～15％，镍粉15～20％，钛粉1％，硅粉1％，钼粉2％，铜粉2％，ceo2粉：1.5％～2％，铁粉余量，以上组分质量百分比之和为100％；
8、步骤2：所有称取的粉末先采用行星式球磨机进行合金化处理，球磨机转速为300r/min-350r/min，球磨时间为4h-5h；并采用金属药芯焊丝拉拔机制备成药芯焊丝；其中药芯焊丝减径需每隔0.2mm进行一次直至直径为1.6mm；其中，外皮为低碳钢带，具体成分为c：0.021％；mn:0.15％；s：0.006％；p：0.007％；si:0.19％；fe:余量；粉芯丝材的填充率为20wt％-25wt％。
9、本专利技术所采用的第三个技术方案是，超高强韧变速箱阀体的制备方法，其特征在于，具体操作步骤为：
10、步骤1：采用上述方法制备超高强韧变速箱阀体用粉芯丝材；
11、步骤2：选择尺寸合适的12crnimov马氏体不锈钢基材，使用角磨机对工件表面的铁锈、油污、氧化皮及灰尘杂质进行打磨，打磨结束后采用超声清洗设备清除杂质，然后将钢板置于真空干燥炉中并保存待用；
12、步骤3：采用电弧增材方法首先对超高强韧变速箱阀体进行3d建模，然后将模型进行分层处理，转化为适用于电弧增材制造时所用的程序；
13、步骤4：将步骤1所制备的超高强韧钢药芯焊丝装入弧焊机器人中，并在工作基材上进行电弧增材逐层制备超高强韧变速箱阀体；
14、步骤5：待步骤4制备的超高强韧变速箱阀体冷却至室温后，对超高强韧变速箱阀体进行热处理工艺；
15、步骤6：待步骤5经热处理工艺后的零件冷却至室温后，对零件整体行精密加工。
16、本专利技术的特征还在于，
17、步骤3中，采用pro/e三维实体建模软件对超高强韧变速箱阀体进行建模；利用cam软件进行切片处理随后进行程序转换，导入弧焊机器人示教器中，进行分层电弧增材制造，路径选择为单层多道、往复式的路径完成一层多道的堆积，其中非直线形部位采用连续短道直焊；3d打印过程中每增材完成一层堆积，开始增材下一层时需要变换沉积方向，增材制造过程中路径的长度宽度以及增材制造的高度是根据变速箱阀体设计图中比例来设计的，通过增材制造进行逐层重复累积至设计图所要求的高度以及宽度；非直线型焊接速度为0.3-0.55m/min，直线焊接速度范围为0.2-0.35m/min，非直线形部位的焊接速度要比直线部位的焊接速度要快0.1m/min-0.2m/min；零件中厚度小于等于5mm的部位需要留有±3mm加工余量；直线形部位宽度≥10mm的部位采用摆弧焊接工艺，采用摆弧焊接部位的焊接速度为0.20m/min～0.26m/min，摆弧幅度为10mm-12mm，摆弧频率为1hz-2hz，摆弧左右停留时间为0.1-0.2s，单层多道堆积时设计间距保证道间搭接率为55％-60％，将以上过程进行程序转换并导入弧焊机器人中。
18、步骤4中，电弧增材的具体工艺参数为：焊接工艺参数：焊接电压：21v～23v，焊接电流为140a～150a，焊丝伸出长度为12mm～14mm，每一层电弧熔覆结束后用角磨机除去表面氧化皮及熔渣；待冷却至150℃后进行下一道熔覆；保护气为100％ar混合气体，气体流量为15l/min-20l/min，焊接速度为280mm/min～320mm/min。
19、步骤5中，对制备完的变速箱阀体进行整体热处理，热处理使用硝盐炉，进行回火，温度600±10℃；放在空气中，冷却至室温。
20、步骤6中，采用六轴数控机床对零件整体进行精密加工，采用铣削的方式对表面不平整区域进行处理，同时保证其工况所需的加工精度±3mm。
21、本专利技术所采用的第四个技术方案是，超高强韧变速箱阀体，采用上述的方法制备得到。
22、本专利技术的有益效果是：
23、(1)本专利技术方法基于电弧增材所制备超高强韧变速箱阀体时，使用的药芯焊丝制备方法简单，可以较为容易的改变结构件的成分、使得性能优化。
24、(2)本专利技术方法提供了一种新型的制造超高强韧变速箱阀体的方式，制造的超高强韧变速箱阀体力学性能满足实际工况，同时避免了传统制造超高强韧变速箱阀体时出现的组织不均匀等现象。
25、(3)本专利技术方法基于电弧增材制造技术，从制丝到零件成型，成型周期短、加工速度快、材料浪费率低、劳动强度低、制造工艺步骤简单，工人的劳动强度低，更有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.超高强韧变速箱阀体用粉芯丝材，其特征在于，包括药芯粉末和外皮，药芯粉末按质量百分比由以下粉末组成：碳粉0.5％，锰粉10％～15％，铬粉10％～15％，镍粉15～20％，钛粉1％，硅粉1％，钼粉2％，铜粉2％，CeO2粉：1.5％～2％，铁粉余量；外皮为低碳钢带；粉芯丝材的填充率为20wt％-25wt％。
2.根据权利要求1所述的超高强韧变速箱阀体用粉芯丝材的制备方法，其特征在于，具体为：
3.超高强韧变速箱阀体的制备方法，其特征在于，具体操作步骤为：
4.根据权利要求3所述的超高强韧变速箱阀体的制备方法，其特征在于，步骤3中，采用PRO/E三维实体建模软件对超高强韧变速箱阀体进行建模；利用CAM软件进行切片处理随后进行程序转换，导入弧焊机器人示教器中，进行分层电弧增材制造，路径选择为单层多道、往复式的路径完成一层多道的堆积，其中非直线形部位采用连续短道直焊；3D打印过程中每增材完成一层堆积，开始增材下一层时需要变换沉积方向，增材制造过程中路径的长度宽度以及增材制造的高度是根据变速箱阀体设计图中比例来设计的，通过增材制造进行逐层重复累积至设
5.根据权利要求3所述的超高强韧变速箱阀体的制备方法，其特征在于，步骤4中，电弧增材的具体工艺参数为：焊接工艺参数：焊接电压：21V～23V，焊接电流为140A～150A，焊丝伸出长度为12mm～14mm，每一层电弧熔覆结束后用角磨机除去表面氧化皮及熔渣；待冷却至150℃后进行下一道熔覆；保护气为100％Ar混合气体，气体流量为15L/min-20L/min，焊接速度为280mm/min～320mm/min。
6.根据权利要求3所述的超高强韧变速箱阀体的制备方法，其特征在于，步骤5中，热处理使用硝盐炉，进行回火，温度600±10℃；放在空气中，冷却至室温。
7.根据权利要求3所述的超高强韧变速箱阀体的制备方法，其特征在于，步骤6中，采用六轴数控机床对零件整体进行精密加工，采用铣削的方式对表面不平整区域进行处理，同时保证其工况所需的加工精度±3mm。
8.超高强韧变速箱阀体，其特征在于，采用权利要求3-7任意一项所述的方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.超高强韧变速箱阀体用粉芯丝材，其特征在于，包括药芯粉末和外皮，药芯粉末按质量百分比由以下粉末组成：碳粉0.5％，锰粉10％～15％，铬粉10％～15％，镍粉15～20％，钛粉1％，硅粉1％，钼粉2％，铜粉2％，ceo2粉：1.5％～2％，铁粉余量；外皮为低碳钢带；粉芯丝材的填充率为20wt％-25wt％。
2.根据权利要求1所述的超高强韧变速箱阀体用粉芯丝材的制备方法，其特征在于，具体为：
3.超高强韧变速箱阀体的制备方法，其特征在于，具体操作步骤为：
4.根据权利要求3所述的超高强韧变速箱阀体的制备方法，其特征在于，步骤3中，采用pro/e三维实体建模软件对超高强韧变速箱阀体进行建模；利用cam软件进行切片处理随后进行程序转换，导入弧焊机器人示教器中，进行分层电弧增材制造，路径选择为单层多道、往复式的路径完成一层多道的堆积，其中非直线形部位采用连续短道直焊；3d打印过程中每增材完成一层堆积，开始增材下一层时需要变换沉积方向，增材制造过程中路径的长度宽度以及增材制造的高度是根据变速箱阀体设计图中比例来设计的，通过增材制造进行逐层重复累积至设计图所要求的高度以及宽度；非直线型焊接速度为0.3m/min-0.55m/min，直线焊接速度范围为0.2m/min-0.35m/min，非直线形部位的焊接速度要比直线部位的焊接速度要快0.1m/min-0.2m/min；零件中厚度小于等于...
【专利技术属性】
技术研发人员：张敏，刁健帅，周文坤，李朝旭，程龙，张志强，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：
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