[发明专利]一种基于熔丝增材的无底球冠钢质零件快速成形方法

权利要求书

1.一种基于熔丝增材的无底球冠钢质零件快速成形方法，其特征在于具体步骤如下：

步骤一：根据成形产品无底球冠的尺寸设计基底；所述基底为环形圆板结构，厚度δ满足公式δ＝15+5×N，单位mm，N为基底循环使用次数；所述基底的内径φc小于无底球冠零件的小端内径φb，内孔用于定位及压紧防变形；

步骤二：首先根据成形产品要求选择热熔丝增材需要的钢丝材，然后设定所述热熔丝增材的工艺参数为：电流170～185A，送丝速度7～10m/min，焊接速度0.4～0.5m/min，道间距3～5mm，层高2.5～4.5mm；将所述基底水平设置后，在其上表面沿周向进行热熔丝增材成形，得到无底球冠的增材毛坯；

步骤三：将所述增材毛坯进行退火处理，使其内应力得到释放；

步骤四：将步骤三退火处理后的增材毛坯进行机加工，得到无底球冠毛坯；然后对无底球冠毛坯进行超声波探伤检验，保证无底球冠毛坯无裂纹、无气孔缺陷；

步骤五：对步骤四探伤后的无底球冠毛坯进行性能强化热处理，依据增材钢焊丝牌号，匹配不同性能强化热处理制度；

步骤六：对步骤五热处理后的无底球冠毛坯进行半精加工，得到无底球冠半成品；

步骤七：对无底球冠半成品进行去应力处理；

步骤八：将去应力处理后无底球冠半成品进行精加工，得到满足产品几何精度要求的无底球冠；

步骤九：将无底球冠上、下端口的环形坯料切断，再对其上、下端口进行机加工，切断的下端口的环形坯料作为循环增材使用的通用基底。

2.根据权利要求1所述基于熔丝增材的无底球冠钢质零件快速成形方法，其特征在于：所述基底的内径φc＝φd-200，单位mm，外径φd计算公式如下：

φd＝φb-h·(φa-φb)/H+2·(Δ1+Δ2)

其中，h为增材起始部位高度，H为无底球冠零件轴向高度,Δ1为增材毛坯的外轮廓型面的探伤余量，Δ2为增材毛坯的外轮廓车削见光余量；φa为无底球冠零件大端外径，φb为无底球冠零件小端内径。

3.根据权利要求1所述基于熔丝增材的无底球冠钢质零件快速成形方法，其特征在于：所述钢丝材牌号为ER50-6、ER90-G或H20高强度钢焊丝。

4.根据权利要求1所述基于熔丝增材的无底球冠钢质零件快速成形方法，其特征在于：所述步骤五中性能强化热处理方法为高温退或淬火、回火制度。

5.根据权利要求1所述基于熔丝增材的无底球冠钢质零件快速成形方法，其特征在于：所述步骤七中去应力的方式为自然时效、热时效或振动时效。

6.根据权利要求1所述基于熔丝增材的无底球冠钢质零件快速成形方法，其特征在于：所述步骤二中，在所述基底上表面进行热熔丝增材时，增材的起始部位高度h取值范围为15-20mm，从起始部位顶端以上部分属于无底球冠的增材毛坯。

7.根据权利要求1所述基于熔丝增材的无底球冠钢质零件快速成形方法，其特征在于：所述增材毛坯的外轮廓型面的探伤余量为5mm。

8.根据权利要求1所述基于熔丝增材的无底球冠钢质零件快速成形方法，其特征在于：所述增材毛坯的外轮廓车削见光余量为5～10mm。

9.一种采用权利要求1所述基于熔丝增材的无底球冠钢质零件快速成形方法制备的无底球冠钢质零件，其特征在于：所述无底球冠钢质零件轴向高度为30mm～200mm，壁厚为1.5mm～20mm；无底球冠钢质零件的底部开口端作为小径端，小径端内径为Φ200mm～2900mm，其上开口端为大径端，大径端外径为Φ210mm～3000mm。