本發(fā)明涉及增材制造技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種3d打印與鑄造相結(jié)合的增材制造方法,具體是一種鋼/鋁雙金屬增/等材復(fù)合制造方法。
背景技術(shù):
雙金屬復(fù)合材料是將兩種或者兩種以上物理、化學(xué)等方面不同的金屬結(jié)合制備出的材料,具有良好的綜合力學(xué)性能。例如:鋼具有強(qiáng)度高、耐磨等優(yōu)點(diǎn);鋁具有質(zhì)量輕、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn);鋼/鋁雙金屬復(fù)合材料結(jié)合鋼、鋁優(yōu)良的力學(xué)性能已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車制造、機(jī)械加工、航空航天等領(lǐng)域。
鋼/鋁雙金屬復(fù)合材料通常是利用固-液復(fù)合鑄造制備。傳統(tǒng)上是將鋁液澆注在鋼基體上,但是鋼、鋁之間互溶度低,界面處容易產(chǎn)生縫隙等缺陷,結(jié)合效果差;采用電鍍或者熱浸鍍對固體基體進(jìn)行預(yù)處理提高基體的潤濕度,但是當(dāng)鋁液與鋼基體復(fù)合時要對基體進(jìn)行預(yù)熱,預(yù)熱的溫度難以控制,并且大型、多砂芯零件很難進(jìn)行預(yù)熱處理;采用電鍍或者熱浸鍍預(yù)處理制備的雙金屬界面容易生成硬脆的金屬間化合物,使得界面結(jié)合強(qiáng)度降低,并且制備的雙金屬不能進(jìn)行熱處理。所以對基體表面進(jìn)行處理使雙金屬實(shí)現(xiàn)機(jī)械結(jié)合是一個新的發(fā)展方向。
為實(shí)現(xiàn)雙金屬的機(jī)械結(jié)合,現(xiàn)有技術(shù)中有將基體表面設(shè)計(jì)成均勻分布的小凸起,金屬液流過基體表面,將基體表面的凸起結(jié)構(gòu)包裹起來形成機(jī)械結(jié)合,但是金屬液凝固會發(fā)生收縮,結(jié)合處會產(chǎn)生縫隙,依然會影響其結(jié)合強(qiáng)度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是為了解決鋼/鋁雙金屬復(fù)合鑄造界面容易生成硬脆的金屬間化合物,使得界面結(jié)合強(qiáng)度降低的問題,而提供一種鋼/鋁雙金屬增/等材復(fù)合制造方法。該方法采用選區(qū)激光熔化技術(shù)(3d打印技術(shù))與鑄造相結(jié)合,能夠解決雙金屬復(fù)合鑄造界面強(qiáng)度低、成型工件尺寸受限制等問題,最終提高雙金屬界面結(jié)合強(qiáng)度。
本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種鋼/鋁雙金屬增/等材復(fù)合制造方法,包括如下步驟:
1)對合金鋼粉末進(jìn)行烘干和預(yù)篩處理;
2)利用三維繪圖軟件設(shè)計(jì)帶有復(fù)雜多孔結(jié)構(gòu)的基體模型,通過選區(qū)激光熔化技術(shù)制備得到帶有復(fù)雜多孔結(jié)構(gòu)的基體;
3)對得到的帶有復(fù)雜多孔結(jié)構(gòu)的基體進(jìn)行清理,去除基體上的雜質(zhì);
4)將處理后的基體放置在砂箱中,再將熔融的金屬鋁液注入到砂箱中,通過固-液復(fù)合鑄造,實(shí)現(xiàn)機(jī)械結(jié)合,最終得到鋼/鋁雙金屬增/等材復(fù)合材料。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案,步驟1)的具體操作為:將合金鋼粉末放置在烘干箱中進(jìn)行烘干,烘干箱溫度設(shè)置為100-200℃,烘干時間設(shè)置為2-4h,待粉末冷卻后利用20
聲明:
“鋼/鋁雙金屬增/等材復(fù)合制造方法與流程” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)