[发明专利]一种基于弹丸撞击的激光选区熔化成形钛合金阀体零件内腔清理方法

权利要求书

1.一种基于弹丸撞击的激光选区熔化成形钛合金阀体零件内腔清理方法，其特征在于，步骤如下：

(1)对激光选区熔化成形的钛合金阀体零件进行超声波清洗；

(2)使用压缩空气对阀体零件内腔进行吹干和浮粉清理；

(3)将弹丸装入阀体零件内腔，封堵流道旁通孔；

(4)将阀体零件固定在振动工作台上，利用弹丸的振动撞击对阀体零件内腔进行表面清理，将弹丸取出；

(5)使用高压水流对阀体零件内腔进行冲洗；

所述步骤(1)中，使用工业无水乙醇为清洗液，将清洗网架放置在距离超声波清洗设备的清洗槽底部10mm～50mm高度，清洗液应能将放置在清洗网架上的阀体零件完全淹没；设定超声波清洗设备的超声波功率为200W～600W，超声波频率为20kHz～50kHz，室温条件下清洗15min～30min；

所述步骤(3)中，根据机械振动过程中单个弹丸对钛合金阀体零件内腔表面进行撞击时的受力计算公式：

式中：F为弹丸作用于内壁表面的冲击力；d为弹丸直径；A为振动工作台的垂直机械振动振幅；B为振动工作台的水平机械振动振幅；f₁为振动工作台垂直振动频率；f₂为振动工作台水平振动频率；g为重力加速度；为弹丸的抛止角；

选择直径为1mm～10mm的不锈钢钢珠作为弹丸装入阀体零件内腔，装填量为内腔容积的1/3～1/2，使用尼龙塞将所有流道旁通孔封堵严密；

所述步骤(5)中，使用高压水流对阀体零件内腔进行冲洗的具体步骤包括：

定义阀体零件正常工作状态下，流体介质进入阀体零件的旁通孔为正向冲洗进水口，流体介质排出阀体零件的旁通孔为正向冲洗出水口；

使用压力为0.5MPa～1MPa的去离子水对阀体零件内腔进行正向冲洗，冲洗时长为15min～30min；

定义阀体零件正常工作状态下，流体介质进入阀体零件的旁通孔为反向冲洗出水口，流体介质排出阀体零件的旁通孔为反向冲洗进水口；

使用压力为0.5MPa～1MPa的去离子水对阀体零件内腔进行反向冲洗，冲洗时长为15min～30min；

所述步骤(4)中，振动工作台水平放置，所述将阀体零件固定在振动工作台上，利用弹丸的振动撞击对阀体零件内腔进行表面清理的具体步骤包括：

以钛合金阀体零件在激光选区熔化成形过程中的材料堆积成形方向垂直于振动工作台平面，且成形方向向上，作为阀体零件的放置方向，将阀体零件固定在振动工作台上，设定振动工作台垂直振动频率为20Hz～80Hz，振动工作台垂直振幅范围为0mm～±5mm，振动工作台振动时长为30min～60min，对阀体零件内腔表面的金属颗粒进行垂直振动清理；

清理完成后，取下阀体零件及尼龙塞，将弹丸倒出，使用压缩空气对阀体零件内腔进行清理；

选取新的直径为1mm～10mm的不锈钢钢珠作为弹丸装入阀体零件内腔，装填量为内腔容积的1/3～1/2，使用尼龙塞将所有流道旁通孔封堵严密；

以钛合金阀体零件在激光选区熔化成形过程中的材料堆积成形方向垂直于振动工作台平面，且成形方向向下，作为阀体零件的放置方向，将阀体零件固定在振动工作台上，设定振动工作台水平振动频率为25Hz～60Hz，振动工作台水平振幅范围为0mm～±5mm，振动工作台振动时长为30min～60min，对内腔表面进行水平振动打磨；

清理完成后，取下阀体零件及尼龙塞，将弹丸倒出，使用压缩空气对阀体零件内腔进行清理；

选取新的直径为0.8mm～2mm的不锈钢钢珠作为弹丸装入阀体零件内腔，装填量为内腔容积的1/3～1/2，使用尼龙塞将所有流道旁通孔封堵严密；

以钛合金阀体零件在激光选区熔化成形过程中的材料堆积成形方向垂直于振动工作台平面，且成形方向向上，作为阀体零件的放置方向，将阀体零件固定在振动工作台上，设定振动工作台垂直振动频率为60Hz～80Hz，振动工作台垂直振幅范围为0mm～±5mm，振动工作台水平振动频率为45Hz～60Hz，振动工作台水平振幅范围为0mm～±5mm，振动工作台振动时长为30min～60min，对阀体零件内腔沟壑进行深度清理和阀体零件内腔表面进行平整。

2.根据权利要求1所述的一种基于弹丸撞击的激光选区熔化成形钛合金阀体零件内腔清理方法，其特征在于，所述阀体零件内腔的流道为圆柱形，直径范围为5mm～50mm，内腔流道的壁厚大于1mm；阀体零件处于退火态。