本技术介绍了一种新型裂纹修复方法,旨在替代传统的热等静压工艺。该方法包括收集合金样品熔点数据,设定热压缩温度,并在该温度下应用多组应力/应变参数进行实验。该技术通过精确控制温度和应力/应变参数,有效修复裂纹,提高材料性能。
背景技术
随着制造技术的发展,合金零件在工业应用上对轻量化、一体化的需求与日俱增。相较于传统工艺,激光增材制造技术除了具有设计方便、一体化制造的优势外,还能降低成本,缩短生产周期。激光增材制造是利用激光作为高能束热源逐层熔化粉末或丝材,以逐层堆叠的方式实现零件制备的工艺。常见的激光增材制造技术主要包括激光选区熔化成形技术(Selective laser melting,SLM)和激光立体成形技术(Laser solid forming,LSF)。
然而在传统加工工艺中存在因铸造、焊接等导致的裂纹和孔隙问题,在激光增材制造中更加突出。孔隙可通过优化增材制造工艺参数、控制原材料粉末质量、降低成形过程的氧含量进行有效控制。裂纹主要有热裂纹和失塑裂纹,其中热裂纹总是伴随着凝固过程不可避免。凝固过程中的脆性温度范围(Brittle temperature range,BTR)对裂纹的产生和扩展有重要影响。通常缩短液态金属在凝固过程中BTR段的时间或通过减少能量输入、预热基体可以降低热应力对凝固开裂的作用。尽管如此,实际过程中仍面临着工艺稳定性差、高工艺成本等挑战。
热等静压(Hot isostatic pressing,HIP)是目前主要的一种后处理方法,可以在不调控合金成分的情况下闭合裂纹和孔隙。通过将制品放置到密闭的容器中,向样品施加各向同等的压力,同时施以高温,在高温高压的作用下,制品得以烧结和致密化。热等静压往往需要大型的设备和很高的能耗,同时,除了设备昂贵且操作不够便捷,热等静压的工艺设计与优化过程复杂,需要不断的尝试并调整实验的方案,实验周期长、加工成本高限制了它在实际生产中的应用。
因此,主流的热等静压工艺仍存在挑战,亟待开发一种新型的裂纹修复方法。
实现思路