[发明专利]一种制造热等静压粉末冶金零件真空自封装包套的方法

说明书

本发明公开了一种制造热等静压粉末冶金零件真空自封装包套的方法，其包括以下步骤：S1、获取目标零件的结构模型；S2、根据零件结构模型设计热等静压毛坯模型；S3、提取热等静压毛坯模型的闭合外表面轮廓作为包套模型；S4、对包套模型进行处理，并将文件导入电子束选区熔化设备控制系统；S5、使用电子束选区熔化设备成形包套，粉末同时被真空封装在完全密闭的包套内；S6、对包套外表面进行清理，完成真空自封装整体粉末包套的制作；S7、把真空自封装整体粉末包套放入热等静压炉中热等静压、取出工件、机械加工后成为最终零件。本发明能够制造出复杂零件包套，同时省去了传统的焊接法制造包套流程。

技术领域

本发明涉及增材制造和粉末冶金技术领域，尤其涉及一种制造热等静压粉末冶金零件真空自封装包套的方法。

背景技术

电子束选区熔化(SEBM)是目前用于金属增材制造的主要工艺之一，它利用高能电子束作为热源，在真空环境下，取粉器铺放一层预设厚度的粉末在成形平台上，电子束按照CAD文件规划的路径扫描，选择性熔化粉末，金属粉末完全熔化快速冷却并凝固成型，扫描完成一层后，升降台下降一个粉末层的厚度，铺粉器重新铺放新的一层粉末，依次叠层制造，直到零件成形完毕。目前，SEBM成型材料涵盖了不锈钢、钛合金、镍基高温合金、Co-Cr-Mo等多种金属及合金材料。但是由于逐层成形零件反复的急冷急热过程，和热影响区的存在，使得零件中可能存在应力集中和微观裂纹，严重的可导致整个零件开裂。且打印大型零件的能源消耗和费用都很高，因此，成为本领域中该技术应用的瓶颈。

热等静压粉末冶金是一种集高温高压与一体的成形工艺，该技术具有零件组织细小、力学性能高、工艺流程短等优点，尤其适合大尺寸钛基、镍基高温合金等难加工贵重材料成型，在制造航空发动机涡轮盘等关键部件中已经得到实际应用，是一种比较成熟的技术。但是，热等静压技术也存在一定的瓶颈和加工难点。例如，外部复杂包套难加工、异质包套难去除等，使得该技术的应用受到限制。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种加工难度低、工序少的制造热等静压粉末冶金零件真空自封装包套的方法。

一种制造热等静压粉末冶金零件真空自封装包套的方法，其包括以下步骤：

S1、获取目标零件的结构模型；

S2、根据零件结构模型设计热等静压毛坯模型；

S3、提取热等静压毛坯模型的闭合外表面轮廓作为包套模型；

S4、对包套模型进行处理，并将文件导入电子束选区熔化设备控制系统；

S5、使用电子束选区熔化设备成形包套，粉末同时被真空封装在完全密闭的包套内；

S6、对包套外表面进行清理，完成真空自封装整体粉末包套的制作；

S7、把真空自封装整体粉末包套放入热等静压炉中热等静压、取出工件、机械加工后成为最终零件。

在其中一个实施例中，所述步骤S1中，获取目标零件的结构模型包括：使用计算机辅助设计软件直接构建，或对目标零件进行激光扫描、CT断层扫描，得到点云数据，然后，利用逆向工程来构造目标零件的结构模型。

在其中一个实施例中，所述步骤S2中，设计热等静压毛坯模型包括：根据零件模型预留机加工余量设计零件毛坯、计算热等静压收缩量、减小表面应力集中。

在其中一个实施例中，所述步骤S3中，提取热等静压毛坯模型的闭合外表面轮廓作为包套模型，所述包套模型的外表面是具有一定厚度的实体。

在其中一个实施例中，所述步骤S4中，对包套模型进行处理，包括：支撑设计、温度模拟、变形模拟和切片处理。

在其中一个实施例中，所述步骤S6之后还包括步骤：