[发明专利]一种AISI 660防屑板的激光3D打印制造方法

说明书

本发明具体涉及一种AISI 660防屑板的激光3D打印制造方法，包括如下步骤：打印前处理、激光3D打印和打印件后处理，所述激光3D打印熔化成型AISI660防屑板多倍尺打印件和工艺控制试样多倍尺打印件，打印件后处理包括对AISI660防屑板多倍尺打印件和工艺控制试样多倍尺打印件进行后处理，得到AISI660防屑板和工艺控制试样。本发明提供的AISI 660防屑板的激光3D打印制造方法，可以保证在AISI 660防屑板打印完成后，产品尺寸精度和表面质量满足产品设计要求。

技术领域

本发明涉及核燃料零部件制造技术领域，特别是涉及一种AISI 660防屑板AISI660防屑板的激光3D打印制造方法。

背景技术

AISI 660防屑板AISI 660防屑板位于核燃料组件下管座的顶部，是过滤一回路流体中碎屑，防止核燃料包壳磨蚀破损的堆芯重要功能件。AISI 660防屑板呈滤网状结构，在厚度3mm左右的薄板上需要加工近2000个长方形孔和圆孔，方孔间筋宽必须控制在0.5mm±0.1mm的范围内，加工难度大。现有产品加工采用机械加工预孔+电火花打孔的加工方法。由于电火花工艺制造的孔尺寸精度依赖电极本身的加工精度，而电极属于消耗品，对AISI660防屑板产品而言，电极制造成本很高且难度大。另外AISI 660防屑板孔系复杂，加工时必须采用多种不同电极分多次打孔，这个过程容易造成对刀错误、电极选用错误、未更换损耗电极等人为或设备引起的质量问题，加工效率第低且废品率高。现有技术中，加工只能采用电火花慢慢加工，然后在成品中选择质量较好的作为合格产品，不但费时费工，还浪费了大量的时间和金钱。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术缺陷问题，提供一种AISI 660防屑板的激光3D打印制造方法。该方法可无需定制电极和原材料型材，直接使用粉末实现金属3D打印，有效降低AISI 660防屑板制造难度和制造成本。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种AISI 660防屑板的激光3D打印制造方法，包括如下步骤：

步骤一、打印前处理：制备AISI 660金属粉末和加工制造打印基板；

步骤二、激光3D打印：在激光3D打印设备中安装打印基板并预热，控制打印基板温度为80℃-100℃；进行打印前激光3D打印设备状态检查和激光焦点校准；进行光斑补偿试验和激光3D打印工艺参数检查；进行金属粉末铺粉并在铺粉上进行激光选区熔化，先熔化成型AISI660防屑板及工艺控制试样的轮廓内区域，然后熔化成型AISI660防屑板及工艺控制试样的外形轮廓线；打印完一层后，重复铺粉、打印作业，沿AISI 660防屑板厚度方向打印生长，直至打印出厚度方向多倍尺的AISI660防屑板多倍尺打印机及工艺控制试样多倍尺打印件；清除打印件上多余的粉末，解除打印件及打印基板的刚性限位；进行外观目视检查,检查打印件表面应无面积大于5mm2的凹坑、气孔和颜色异常的硬点等缺陷；使用游标卡尺随机抽查至少10处相邻方孔之间的筋宽尺寸，尺寸公差应不超过±0.10mm；上述两项检测项目全部合格后方可进行下一步工序；

步骤三、打印件后处理:打印件及打印基板固溶退火热处理、打印件切片及工艺控制试样分离、厚度尺寸加工、时效热处理、精铣四方及定位孔系、超声清洗、表面喷砂处理和产品外观及尺寸最终检查。

进一步地，所述AISI660金属粉末通过以下方法制备得到：使用合格的AISI660丝材、块材或板材，通过真空气雾化或其他制粉方法，制备出所述AISI660金属粉末；制备的金属粉末应进行原材料复验，要求金属粉末球形度大于85％，松装密度在4.0-5.0(g/cm3)，化学成分符合AISI660防屑板材料要求。

进一步地，所述打印基板加工制造方法包括：选取化学成分合格的奥氏体不锈钢或45#钢锻件；按标准工艺进行固溶热处理；使用锯床或车床或冷热切割方法下料；使用数控设备加工打印基板，打印基板尺寸公差不大于±0.1mm，工作表面的表面粗糙度不大于3.2μm，平面度不大于0.1mm。