[发明专利]一种局部强化铁基合金零部件的激光增材制造方法

说明书

本发明公开了一种局部强化铁基合金零部件的激光增材制造方法，包括如下步骤：(1)、建立三维立体模型；(2)、将所述三维立体模型划分为不同部分；(3)、将所述三维立体模型进行切片处理并将数据信息传输到激光增材制造的计算机控制系统；(4)、确定所需粉末组成与配比；(5)确定所述零部件激光加工工艺参数和扫描方式；(6)、配置好所述零件性能不同的各部分所需粉末；(7)、将所述零件性能不同的各部分所需粉末放入干燥箱进行干燥保温；(8)、对零部件加工。本发明的通过激光增材制造技术打印的局部强化铁基合金零部件成形性良好、无缺陷，可以应用于工作环境不恒定的工况条件下，具有良好的工程应用前景。

技术领域

本发明涉及一种增材制造方法，具体地说是一种局部强化铁基合金零部件的激光增材制造方法。

背景技术

目前，铁基合金因其来源广、价格低廉和综合性能良好等优点被广泛应用于国民经济的各个领域，并随着社会的发展及对铁基合金零部件的要求日益提高。在航空航天、汽车发动机、电子元器件和人造脏器等众多领域中，有一部分铁基合金零部件长时间工作在特殊场合，零部件的不同部位承受的温度和要求的性能各不相同。如发动机活塞等在不恒定的环境下运行的零部件，其顶部与缸盖、缸壁构成燃烧室，承受的温度高达600-700K，需要特殊耐高温疲劳；活塞裙部引导活塞在气缸中做往复运动，同时受到机械负荷和热负荷的作用。因此采用单纯的铁基合金制造难以满足零件的性能需求，因此，局部强化铁基合金零部件的激光增材制造方法将是一个可以快速、低成本，高效率解决问题的途径。

激光增材制造是一种兼顾精确成形和高性能需求的一体化快速制造技术，是一种显著区别于传统减材加工的增材制造方法。与传统加工技术相比，激光增材制造技术具有制造过程柔性化程度高、产品生产周期短、加工速度快、能够生产复杂零件等优势，同时可实现零部件的功能化设计。能够以更快、更低成本以及更有弹性的方式制造高要求零部件。但是仅局限于单一材料的增材制造，对个性化零部件的增材制造将是一种创新性的、有潜力的快速制造技术。

发明内容

根据上述提出的技术问题，本发明提出的一种局部强化铁基合金零部件的增材制造方法，采用三维软件对零部件进行立体建模，并用切片软件对零部件的立体模型进行切片处理。按照零部件性能的实际要求设计各部分粉末组成与配比，并确定各部分激光加工工艺参数与扫描方式。层层扫描，实现局部强化零部件的激光增材制造。能够解决铁基合金在性能上的不足，实现特定零部件的快速加工制造。

本发明采用的技术手段如下：

一种局部强化铁基合金零部件的激光增材制造方法，包括如下步骤：

(1)、根据零部件的实际尺寸，运用三维软件设计出零部件的三维立体模型；

(2)、根据零部件不同部分对性能的不同要求，将所述三维立体模型划分为不同部分；

(3)、将所述三维立体模型用切片软件进行切片处理并保存为STL文件，并将STL文件数据信息传输到激光增材制造的计算机控制系统；

(4)、确定所述零部件性能不同的各部分的粉末组成与配比；

(5)、根据步骤(3)确定所述零部件性能不同的各部分的激光加工工艺参数和扫描方式；

(6)、根据步骤(4)所确定各部分的粉末组成与配比，配置好所述零件性能不同的各部分所需粉末；

(7)、将所述零件性能不同的各部分所需粉末放入干燥箱进行干燥保温；

(8)、在送粉气和保护气作用下，按照步骤(5)确定的零部件各部分的激光加工工艺参数和扫描方式进行逐层扫描，由下至上完成零部件的所有部分的增材制造。

进一步地，在所述步骤S2中，将所述三维立体模型划分为三部分，其中中间部分为常规部分，所述常规部分的顶部和底部分别为强化部分。

进一步地，所述强化部分的增强颗粒呈梯度变化。