提高激光金属成形零件表面平整度的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101899662A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101899662A(43)申请公布日2010.12.01(21)申请号201010234337.0(22)申请日2010.07.22(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁路28号申请人西安瑞特快速制造工程研究有限公司(72)发明人张安峰李涤尘同治强路桥潘朱刚贤卢秉恒(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人朱海临(51)Int.Cl.C23C24/10(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图3页(54)发明名称提高激光金属成形零件表面平整度的方法(57)摘要本发明公开了一种提高激光金属成形零件表面平整度的方法，主要应用于激光金属直接成形制造、激光表面熔覆、易损零部件的激光修复、快速成形等制造领域。在激光金属直接成形过程中，在其它工艺参数保持不变时，通过合理降低截面轮廓内环和轮廓外环(亦即边沿处)的扫描速度、合理提高填充区域的扫描速度来有效提高激光金属成形零件表面的平整度和降低成形侧面的表面粗糙度，具有实施简单、便于控制、效果显著的优点，本发明可有效地提高激光金属成形零件熔覆层表面的平整度和降低熔覆侧面的表面粗糙度。CN108962ACN101899662A权利要求书1/1页1.一种提高激光金属成形零件表面平整度的方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)在熔覆每一层的过程中，先沿着轮廓边沿以第一扫描速度由边向内熔覆1～3道，所述轮廓边沿指成形零件当前成形截面的内、外轮廓封闭环；(2)然后以第二扫描速度，基于光栅式或共形轮廓扫描方式对填充区域进行填充式熔覆；其中，第二扫描速度大于第一扫描速度；所述填充区域指当前成形截面上除了轮廓边沿之外的实体部分；(3)在相邻两层的熔覆过程中，当采用光栅式扫描方式时，应使相邻两层光栅扫描方向保持一定的夹角，以防止误差在XY平面上同一点处造成累积而形成偏聚。2.如权利要求1所述的提高激光金属成形零件表面平整度的方法，其特征在于：所述第一扫描速度为6～15mm/s；第二扫描速度为8～20mm/s。3.如权利要求1所述的提高激光金属成形零件表面平整度的方法，其特征在于：所述激光熔覆相邻两层光栅扫描方向的夹角应为90°～120°。4.如权利要求1所述的提高激光金属成形零件表面平整度的方法，其特征在于：所述轮廓与填充区域相连接部分有补偿间隙，间隙宽度小于等于单道的熔覆宽度。2CN101899662A说明书1/2页提高激光金属成形零件表面平整度的方法技术领域[0001]本发明涉及一种用激光熔覆汇聚的金属粉末到基材表面来进行三维成形的激光金属直接成形技术，适合于激光金属直接成形制造、激光表面熔覆和易损零部件的激光修复等领域，特别涉及一种提高成形零件表面平整度和降低表面粗糙度的方法。背景技术[0002]激光金属直接成形技术是以快速原型技术和激光熔覆技术为基础，直接制造金属零件的方法。包括以下步骤：1、建模，利用计算机设计出零件的三维立体模型；2、切片，将三维立体模型用垂直于Z轴的无穷大的平面切成非常薄的片层，将三维零件转换为二维截面；3、利用零件的截面信息，控制熔覆头在工作台上运动，熔覆头一边输送金属粉末，一边输送激光，在截面实体区域，激光打开，在非实体区域，激光关闭；4、粉末在激光作用下快速熔化，并迅速凝固；5、从第3步开始重复，并不断沿着Z轴提升，便在基材上成形了三维零件。该工艺方法制造的零件具有以下优点：(1)快速响应市场，缩短产品周期；(2)直接近净成形制造，制造出来的零件不需要或仅少量后处理就可直接交付使用；(3)适合制造形状复杂尤其是薄壁零件；(4)层间冶金结合，组织致密，力学性能与锻件相当。正因为如此，激光金属直接成形在航空航天、汽车船舶和武器装备等领域得到广泛应用。[0003]但是由于粉末熔化和凝固的过程非常短暂，而且影响成形过程的因素非常多，成形件容易出现塌陷、结瘤、表面不平整等缺陷。尤其是表面不平严重情况下，成形过程无法继续进行。发明内容[0004]本发明为解决背景技术所述困扰激光金属成形的成形件塌陷、结瘤、表面不平整等问题，提供了一种采用不同扫描速度提高成形零件表面平整度和降低成形侧表面粗糙度的方法。[0005]为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：[0006]一种提高激光金属成形零件表面平整度的方法，其特征在于，包括下述步骤：[0007](1)在熔覆每一层的过程中，先沿着轮廓边沿以第一扫描速度由边向内熔覆1～3道，所述轮廓边沿指成形零件当前成形截面的内、外轮廓封闭环；[0008](2)然后以第二扫描速度以光栅式或共形轮廓扫描方式对填充区域进行填充式熔覆；其中，第二扫描速度大于第一扫描速度；所述填充区域指成形截面上除了轮廓边沿