本發(fā)明涉及一種金屬零件的增材制造方法,具體涉及一種利用電弧沉積-激光表面熔化復(fù)合增材制造金屬零件的方法。
背景技術(shù):
金屬零件增材制造技術(shù)是20世紀(jì)90年代末在快速原形制造技術(shù)(rapidprototyping,rp)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,用于直接制備全致密金屬零件的先進(jìn)制造技術(shù)。它結(jié)合了快速原型制造技術(shù)、高功率熱源(激光、電子束、電弧)熔化沉積技術(shù)與先進(jìn)材料制備技術(shù),采用數(shù)字化離散/堆積成形的增材制造思想,通過高功率熱源熔化沉積同步輸送的金屬粉末或者絲材,在沉積基板上逐層堆積,從而實(shí)現(xiàn)具有復(fù)雜外形、組織細(xì)小、成分均勻的高性能全致密金屬零件“近凈成形制造”。金屬零件增材制造技術(shù)有如下特點(diǎn):(1)工藝簡(jiǎn)單、制造環(huán)節(jié)少、制造周期短、適應(yīng)于各種復(fù)雜金屬零件快速制造與柔性制造;(2)材料合成制備與復(fù)雜零件快速成形制造一體化;(3)生產(chǎn)成本低、材料利用率高;(4)加工過程中無需任何模具,省去了制造模具的時(shí)間和成本;(5)可實(shí)現(xiàn)鑄模、模具的快速制造和破損零件的快速修復(fù),特別適合于新品開發(fā)、小批量零件生產(chǎn)及破損零件修復(fù);(6)具有致密的快速凝固非平衡組織、機(jī)械性能優(yōu)異;(7)可制備梯度材料。利用金屬零件增材制造技術(shù)制備出的金屬材料有高溫合金、鈦合金、奧氏體不銹鋼、低合金鋼、超高強(qiáng)度鋼等,成形材料具有細(xì)小致密的快速凝固組織、成分均勻、基體固溶度高、力學(xué)性能優(yōu)異,很多金屬材料的力學(xué)性能達(dá)到甚至超過了鍛件的水平??梢?,金屬零件增材制造技術(shù)是一種代表著先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展方向的無模、非接觸、數(shù)字化、環(huán)保的先進(jìn)制造技術(shù),對(duì)工業(yè)裝備中高性能復(fù)雜形狀關(guān)鍵金屬結(jié)構(gòu)件的短周期、低成本快速制造成形具有十分重要的意義。
目前,用于金屬零件的增材制造技術(shù)主要有激光增材制造技術(shù)、電子束增材制造技術(shù)和電弧增材制造技術(shù)。其中,激光和電子束具有能量密度高,穩(wěn)定性好等特點(diǎn),利用激光和電子束增材制造技術(shù)制備出的金屬材料有高溫合金、鈦合金、奧氏體不銹鋼、低合金鋼、超高強(qiáng)度鋼等。但由于激光能量利用率低、金屬沉積效率較低,電子束增材制造零件受真空室尺寸限制,以及激光器和電子束設(shè)備昂貴、運(yùn)行和維護(hù)成本較高等問題,均制約了激光增材制造技術(shù)、電子束增材制造技術(shù)的發(fā)展。電弧增材制造技術(shù)的基本原理是以電弧為增材制造熱源,將金屬粉末或絲材熔化,而電弧焊槍在計(jì)算機(jī)的控制下,根據(jù)零件截面輪廓信息做x-y平面和高度z方向的運(yùn)動(dòng),將熔化的金屬
聲明:
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