[发明专利]一种阀体及其内壁耐磨层的增材成形的方法及得到的阀体

说明书

本发明提供一种阀体及其内壁耐磨层的增材成形的方法，包括如下步骤：打印前对阀体三维模型进行重建模；将阀体的模型导入切片软件进行分层切片处理，阀体在分层切片时将阀体部分与耐磨层部分分开进行分层切片处理；然后导出切片数据并导入到增材设备的控制系统中；在增材设备上根据阀体及耐磨层的成形路径设定成形轨迹参数；打印过程中采用双枪头打印，第一枪头打印阀体，第二枪头打印耐磨层，完成阀体的打印。相对于传统的铸造加堆焊的工艺，利用增材制造一体打印成形，组织一体性能均匀，成形质量能得到保证，工序更加简单快捷，解决了阀体铸造后堆焊耐磨层的难题。

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，特别是指一种阀体及其内壁耐磨层的增材成形的方法及得到的阀体。

背景技术

阀体作为阀类零件的一个主要组成部分，其种类各式各样，在某些特定的场景下，常要求阀体除了具备良好的密封性外，其内壁还需要有较高的抗耐磨性，以应对阀芯的长期运动对阀体内壁的磨损，提高阀体的使用寿命。

常规的应对措施是在阀体铸造完成后，再利用耐磨合金电焊条在其内壁进行堆焊，然后进行机加工得到所需的耐磨层。采用此方法在对一些比较深或者较狭窄的阀体内腔进行堆焊时，会给堆焊带来很大的难度，且由于堆焊时无法直观地观察到堆焊过程，容易造成堆焊耐磨层质量的不可控。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种阀体及其内壁耐磨层的增材成形的方法，通过该方法制备得到阀体，使阀体和其内壁的耐磨层一体成形。

为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种阀体及其内壁耐磨层的增材成形的方法，包括如下步骤：

打印前对阀体三维模型进行重建模，内外表面整体增加3-4mm(作为加工余量)；

将阀体的模型导入切片软件进行分层切片处理，阀体在分层切片时将阀体部分与耐磨层部分分开进行分层切片处理；然后导出切片数据并导入到激光设备的控制系统中；

在增材设备上根据阀体及耐磨层的成形路径设定成形轨迹参数；

打印过程中采用双枪头打印，枪头采用经检验合格的原丝，第一枪头打印阀体，第二枪头打印耐磨层；

第一枪头采用12Cr1MoV型原丝(不限于此类原丝)，第二枪头采用Cr-Si型耐磨合金原丝(不限于此类原丝，亦可采用激光粉末打印中心送粉的方式)，直径φ0.8-1.6mm和保护气体(80％Ar+20％CO₂)，选定相匹配的成形参数(如下)：

具体地，打印过程中，首先将第一枪头和第二枪头分别在打印底板上指定同一个坐标原点，并以此作为阀体打印的中心原点；

调用第一枪头，根据阀体的成形轨迹开始从下至上分层打印，当阀体的打印高度达到耐磨层底部位置的第一层时，第一枪头停止打印；

调用第二枪头，根据耐磨层成形轨迹开始打印第一层耐磨层，打印完耐磨层第一层后第二枪头停止打印并复位，接着调用第一枪头继续打印阀体，使阀体当前高度与耐磨层高度基本持平；

重复上一步骤的操作，在打印阀体的间隙一层一层地将耐磨层打印完成，直到耐磨层高度达到要求，第二枪头停止打印并复位；

调用第一枪头对剩下的阀体部分进行分层打印，直到阀体尺寸达到要求，阀体成形。

阀体成形后进行整体去应力处理，热处理参数为(350-500℃)×1.5h。

根据图纸要求，对成形后的阀体进行内外表面加工，最后得出一个一体成形且具有耐磨层的阀体产品。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：