[发明专利]一种增材制造中细化晶粒的方法及装置

权利要求书

1.一种增材制造中细化晶粒的方法，用于金属零件的加工制造，其特征在于，该方法包括：

提供一基板，并对该基板进行加热；

在所述基板上铺设金属粉末，并对该粉末进行预加热；

控制能量源轮廓扫描所述粉末表面，以在该粉末表面形成一待加工区域；

控制所述能量源对所述待加工区域进行分割扫描，以使该待加工区域被划分为多个预设区域；

控制所述能量源对所述待加工区域进行多次连续扫描，以使该待加工区域内的金属粉末熔化；

其中，所述能量源进行多次扫描的方向不相同，以使得所述待加工区域内金属粉末在热场与应力场的耦合作用下，熔化并形成细化晶粒；

使形成细化晶粒的零件表面冷却预设时长，以打断所述晶粒在持续高温下的连续长大过程；

在所述零件表面继续铺设金属粉末进行加工，直至整个零件成形；

其中，对所述待加工区域进行连续熔化扫描的次数为2～5次，且相邻两次所述能量源的熔化扫描路径互成角度为30°～90°。

2.根据权利要求1所述细化晶粒的方法，其特征在于，所述能量源通过横向间隔扫描和竖向间隔扫描的方式对所述待加工区域的金属粉末表面进行分割扫描，以将该待加工区域划分为多个预设区域。

3.根据权利要求2所述细化晶粒的方法，其特征在于，形成所述预设区域的边框线为一预设宽度，多个预设区域的形成均是通过能量源对待加工区域以一定间隔进行单道次或是连续有限个道次在横竖方向进行扫描所得到的区域，所述预设区域的边框线相比于只扫描一次的边框线宽。

4.根据权利要求3所述细化晶粒的方法，其特征在于，所述多个预设区域的各边长长度介于8～12mm之间，所述预设宽度介于0.1～2mm之间。

5.根据权利要求1所述细化晶粒的方法，其特征在于，所述能量源对所述金属粉末层最后一次的熔化扫描路径，与对继续铺设金属粉末层的第一次熔化扫描路径互成角度为30°～90°。

6.根据权利要求1所述细化晶粒的方法，其特征在于，所述金属粉末为包含钛合金，钨、钼、钽、铌金属及其合金粉末。

7.根据权利要求1所述细化晶粒的方法，其特征在于，所述能量源为激光或电子束。

8.根据权利要求1所述细化晶粒的方法，其特征在于，所述预设时长介于5～20秒之间。

9.一种增材制造中细化晶粒的装置，其特征在于，该装置包括：

铺粉装置，用于铺设金属粉末；

预热装置，用于为提供的基板以及对铺设完成后的金属粉末进行预加热；

控制器，用于控制能量源轮廓扫描所述粉末表面，以在该粉末表面形成一待加工区域；及控制所述能量源对所述待加工区域进行分割扫描，以使该待加工区域被划分为多个预设区域；以及控制所述能量源对所述待加工区域进行多次连续扫描，以使该待加工区域内的金属粉末熔化；

其中，所述能量源进行多次扫描的方向不相同，以使得所述待加工区域内金属粉末在热场与应力场的耦合作用下，熔化并形成细化晶粒；

冷却装置，使形成细化晶粒的零件表面冷却预设时长，以打断所述晶粒在持续高温下的连续长大过程；

其中，对所述待加工区域进行连续熔化扫描的次数为2～5次，且相邻两次所述能量源的熔化扫描路径互成角度为30°～90°。