一种强塑性合金的制作方法与流程

本申请涉及合金制作，尤其涉及一种强塑性合金的制作方法。

背景技术：

1、激光选区熔化增材制造技术(selective laser melting，简称slm)在制备复杂零件、薄壁零件、内流道结构方面具有独特的优势，且零件设计自由度高，验证、生产周期短，在航空航天、轨道交通、生物医疗、机械电子等领域得到了广泛的应用。然而，金属熔化再次凝固产生的组织细小，且呈现出细长枝晶形貌，这导致增材制造的金属样件强度高、塑性低，强塑性失配。

2、因此，对于本领域技术人员而言，利用激光选区熔化增材制造技术制备合金件时，兼顾强度和塑性成为了本领域技术人员的研究重点。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供了一种强塑性合金的制作方法，方案如下：

2、一种强塑性合金的制作方法，包括：

3、提供一基板，并置于成形腔中；

4、在所述基板一侧表面依次铺设多层合金粉末层；

5、在铺设一层合金粉末层之后，且铺设下一层合金粉末层之前，对合金粉末层进行激光扫描操作，包括：

6、对合金粉末层进行分区，划分为第一区域和第二区域，所述第一区域为该合金粉末层的中间区域，所述第二区域为除中间区域以外的边缘区域；

7、对所述第一区域进行第一激光扫描操作，且对所述第二区域进行第二激光扫描操作，用于熔化所述第一区域和所述第二区域的合金粉末；

8、预设时间之后，对所述第一区域进行第三激光扫描操作，且对所述第二区域进行第四次激光扫描操作；

9、其中，所述第三激光扫描操作的能量密度小于所述第一激光扫描操作的能量密度，所述第四激光扫描操作的能量密度大于所述第二激光扫描操作的能量密度。

10、可选的，所述第一激光扫描操作的离焦量等于0mm，所述第三激光扫描操作的离焦量小于0mm；

11、所述离焦量为激光的焦点与合金粉末层所在平面之间的距离。

12、可选的，所述第三激光扫描操作的离焦量的取值范围为-1mm～-3mm，包括端点值。

13、可选的，所述第一激光扫描操作的激光功率等于所述第三激光扫描操作的激光功率；

14、所述第一激光扫描操作和所述第三激光扫描操作的激光功率的取值范围为350w～500w，包括端点值。

15、可选的，所述第二激光扫描操作的离焦量等于0mm，所述第四激光扫描操作的离焦量等于0mm，所述第二激光扫描操作的激光功率小于所述第四激光扫描操作的激光功率，且所述第二激光扫描操作的扫描速度大于所述第四激光扫描操作的扫描速度；

16、所述离焦量为激光的焦点与合金粉末层所在平面之间的距离。

17、可选的，所述第二激光扫描操作的激光功率的取值范围为200w～300w，包括端点值；

18、所述第四激光扫描操作的取值范围为300w～350w，包括端点值；

19、所述第二激光扫描操作的扫描速度的取值范围为1000mm/s～1500mm/s，包括端点值；所述第二激光扫描操作的扫描速度的取值范围为500mm/s～1000mm/s，包括端点值。

20、可选的，所述第一激光扫描操作的扫描速度等于所述第三激光扫描操作的扫描速度，所述第一激光扫描操作和所述第三激光扫描操作的扫描速度的取值范围为1000mm/s～2000mm/s，包括端点值。

21、可选的，同一层合金粉末层的第一激光扫描操作和第三激光扫描操作的扫描方向相同；

22、相邻两层合金粉末层的第一激光扫描操作的扫描方向不同，具有预设夹角，所述预设夹角的取值为66°～68°，包括端点值。

23、可选的，所述合金粉末层的厚度的取值范围为0.03mm～0.04mm，包括端点值；

24、所述第一激光扫描操作和所述第三激光扫描操作的扫描间距相同，取值范围为0.1mm～0.2mm。

25、可选的，还包括：

26、在所述基板一侧表面依次铺设多层合金粉末层之前，对合金粉末进行预处理以及对所述基板进行预处理；

27、对合金粉末层进行激光扫描操作还包括：

28、向所述成形腔中通入预设气体，用于降低所述成形腔中的氧气含量；

29、其中，对合金粉末进行预处理包括：

30、对所述合金粉末进行烘干操作，并在烘干操作过程中对所述合金粉末进行多次搅动；所述烘干操作的烘干温度的取值为60℃～100℃，烘干时间为4h～8h；

31、对所述基板进行预处理包括：

32、在所述基板一侧表面依次铺设多层合金粉末层之前，对所述基板进行喷砂操作，并将所述基板加热至预设温度；所述预设温度的取值范围为150℃～200℃。

33、与现有技术相比较，本申请的技术方案的有益效果如下：

34、本申请提供的制作方法包括：对合金粉末层进行分区，分成第一区域和第二区域，该第一区域为中间区域，第二区域为除中间区域的边缘区域，之后对合金粉末层的中间区域和边缘区域先后进行两次激光扫描操作，中间区域的第一激光扫描操作的能量密度大于第三激光扫描操作的能量密度，即中间区域的第一次激光扫描操作的能量密度大于第二次激光扫描操作的能量密度，从而中间区域的第一次激光扫描操作的目的是熔化中间区域的合金粉末，形成中间区域的形成层，中间区域的第二次激光扫描操作是对凝固后的形成层进行热处理，将上述形成层部分熔化，因此中间区域的第二次激光扫描操作可以对上述中间区域的形成层进行二次原位热处理，可以打破中间区域的第一次激光扫描操作生成的细长枝晶，改变该中间区域的形成层的形貌及取向，进而可以在不降低强度的同时提高合金件的塑性，进而制得强塑性合金件。

35、另外，边缘区域的第四激光扫描操作的能量密度大于第二激光扫描操作的能量密度，即边缘区域的第二次激光扫描操作的能量密度大于第一次激光扫描的能量密度，也即通过更高的激光能量对边缘区域的形成层进行激光扫描，从而可以改善合金件的表面粗糙度，减少了合金件表面的孔洞缺陷，提高了力学性能。

技术特征：

1.一种强塑性合金的制作方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的强塑性合金的制作方法，其特征在于，所述第一激光扫描操作的离焦量等于0mm，所述第三激光扫描操作的离焦量小于0mm；

3.根据权利要求2所述的强塑性合金的制作方法，其特征在于，所述第三激光扫描操作的离焦量的取值范围为-1mm～-3mm，包括端点值。

4.根据权利要求2所述的强塑性合金的制作方法，其特征在于，所述第一激光扫描操作的激光功率等于所述第三激光扫描操作的激光功率；

5.根据权利要求1所述的强塑性合金的制作方法，其特征在于，所述第二激光扫描操作的离焦量等于0mm，所述第四激光扫描操作的离焦量等于0mm，所述第二激光扫描操作的激光功率小于所述第四激光扫描操作的激光功率，且所述第二激光扫描操作的扫描速度大于所述第四激光扫描操作的扫描速度；

6.根据权利要求5所述的强塑性合金的制作方法，其特征在于，所述第二激光扫描操作的激光功率的取值范围为200w～300w，包括端点值；

7.根据权利要求1所述的强塑性合金的制作方法，其特征在于，所述第一激光扫描操作的扫描速度等于所述第三激光扫描操作的扫描速度，所述第一激光扫描操作和所述第三激光扫描操作的扫描速度的取值范围为1000mm/s～2000mm/s，包括端点值。

8.根据权利要求1所述的强塑性合金的制作方法，其特征在于，同一层合金粉末层的第一激光扫描操作和第三激光扫描操作的扫描方向相同；

9.根据权利要求1所述的强塑性合金的制作方法，其特征在于，所述合金粉末层的厚度的取值范围为0.03mm～0.04mm，包括端点值；

10.根据权利要求1所述的强塑性合金的制作方法，其特征在于，还包括：

技术总结本申请提供了一种强塑性合金的制作方法，该制作方法包括：对合金粉末层进行分区，分成第一区域和第二区域，该第一区域为中间区域，第二区域为除中间区域的边缘区域，之后对合金粉末层的中间区域和边缘区域先后进行两次激光扫描操作，中间区域的第一激光扫描操作的能量密度大于第三激光扫描操作的能量密度，即中间区域的第一次激光扫描操作大于第二次激光扫描操作的能量密度，边缘区域的第二激光扫描操作的能量密度小于第四激光扫描操作的能量密度，即边缘区域的第一次激光扫描操作小于第二次激光扫描操作的能量密度。因此该制作方法通过将合金件分为内部和轮廓进行分区扫描，并设置对应的扫描参数，以提高制得的合金件的塑性以及力学性能。技术研发人员：张长春,倪允强,李华,张军利,孟晓曦,孙玉成,李继超,孙浩梅,朱海杰受保护的技术使用者：潍柴动力股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11