[发明专利]一种异型悬垂内流道结构件SLM成形方法

说明书

本发明属于高温合金结构件的选区激光熔化成形技术领域，公开了一种异型悬垂内流道结构件SLM成形方法，包括：成形方向选择，支撑添加，余量添加，基板选择以及采用单层扫描对首层粉末进行烧结，然后进行逐层烧结。本发明提供的异型悬垂内流道结构件SLM成形方法，成形了异型悬垂内流道结构件体，零件经荧光检测未发现缺陷，此外，零件本体取样进行高倍金相组织观察，裂纹、未熔合及气孔等缺陷。本发明方法简单有效，过程稳定可靠，零件性能优良。

技术领域

本发明涉及于高温合金结构件的选区激光熔化成形技术领域，特别涉及一种异型悬垂内流道结构件SLM成形方法。

背景技术

SLM成形是一种金属粉末在高能束激光的作用下快速熔化并快速冷却凝固成型的技术，该技术突破了传统制造工艺的变形成形和去除成形的常规思路，可根据零件三维数模，利用金属粉末无需任何工装夹具和模具，直接获得任意复杂形状的实体零件，实现“净成形”的材料加工新理念，特别适用于具有复杂内腔结构或异形薄壁的难加工钛合金、高温合金等零件。一种异型悬垂内流道结构件，外形结构复杂，属于异型曲面，精度要求较高，同时内部带有直径不等的流道，传统的加工方法已难以推动异型悬垂内流道结构件的迅速发展，因此，亟待发明一种异型悬垂内流道结构件SLM成形方法，由于零件服役条件苛刻，零件力学性能及微观组织性能要求高，因此对SLM成形也提出了较大的挑战，通过工艺方案设计，能够“净成形”或“近净成形”出复杂结构零件、提高材料的利用率、减少后续的加工流程。

发明内容

本发明提供一种异型悬垂内流道结构件SLM成形方法，以提高产品的性能及生产效率。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种异型悬垂内流道结构件SLM成形方法，包括：

成形方向选择，以一侧法兰盘为成形底面，控制“回”字矩形框架宽度方向与铺粉方向平行，三通管道水平部分延伸方向与铺粉方向相同，有效规避逆刮刀结构，零件成形高度183mm；

支撑添加，

针对顶部法兰悬空结构，设计带角度的实体支撑，规避零件本体结构；

针对悬空的“回”字框架结构，在框底面添加栅格形支撑辅以网格支撑，且“回”字框架内表面悬空结构，添加栅格形实体支撑，辅以网格支撑，以承接下一层粉末层；

针对悬空的实体正方形结构，以及突出的喷嘴，在其下方设置“Y”形实体支撑平台，支撑平台与零件本体之间设置实体小圆柱支撑，辅以网格支撑；

针对零件上下半壳体部位的中间部位，采取设计多层回转体结构进行连接，增加零件整体刚度避免零件变形；

在回转体中间部位开设椭圆形孔，作为出粉孔；

对于应力集中部位，设计纵横交叉的小筋条；

以此连接筒体本身及底部旁路，抑制应力集中；

余量添加，

正方形法兰中间的孔直接打印出来，细管路上的孔直接成形作为出粉孔，其他孔均打印后机械加工；

上法兰端面留有2.5mm加工余量，下法兰端面留有4.5mm加工余量，机械加工保证端面粗糙度、平面度、两端面平行度，内孔单边1.5mm加工余量，并通过机械加工保证其公差要求；

“回”字框架形结构本体上部下连线外表面添加反变形补偿；

“回”字形框架结构、悬空正方形法兰结构厚度方向添加反变形补偿；

圆柱形实体支撑与上法兰接触处添加反变形补偿；

基板选择，选择材质与构件材料润湿性好、线膨胀系数与构件材料一致或接近的不锈钢基板，厚度t＝35～45mm；