同步喷射雾化沉积和致密化的零件制备方法与流程

技术特征：
1.一种同步喷射雾化沉积和致密化的材料或零件制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：零件模型或材料模型切片处理：采用计算机技术将零件模型或材料模型沿着某一方向进行切片处理，每片切片层的厚度为h，并生成每片切片层实体部分的轮廓轨迹；s2：一次喷射雾化沉积：控制喷射雾化沉积的喷嘴运动轨迹，将满足零件成分、温度的金属液按照第一层切片层的实体部分对应的轮廓轨迹进行喷射雾化沉积，使金属液雾化沉积在基底上，形成厚度为h=1.05~1.1h、轮廓与第一层切片层相同的第一层沉积坯层；在喷射雾化沉积过程中，控制基底温度为0.2~0.6tm，雾化气体与金属液的气液质量流率为0.3~1.2，喷射距离为10~300mm，雾化温度（指的是熔体的温度）为1.05~1.3tm，其中tm为被加工金属的熔点；s3：一次致密化处理：对第一层沉积坯层进行致密化处理，致密化处理后，所述第一层沉积坯层的厚度等于h；s4：控制所述喷嘴与基底上最上层沉积坯层之间的间距始终保持不变，以s2和s3中完全相同的方式，按照喷射雾化沉积、致密化处理的顺序依次循环操作，直至获得与所述零件模型或材料模型的大小和形状完全相同的产品。2.根据权利要求1所述的同步喷射雾化沉积和致密化的零件制备方法，其特征在于，若所述材料模型为由基体材料和增强材料组成的复合材料，则在s1中，前后两片切片层的厚度分别为h1和h2交替切片，其中，h1=0.3~0.95h，h2=0.05~0.5h，且h1 h2=h；在s2中喷射的金属液为基体材料的金属液，形成的所述第一层沉积坯层为第一层基体材料层，所述第一层基体材料层的厚度h1=1.05~1.1h1；在s2之后、在s3之前，还包括以下步骤：将增强材料喷射在所述第一层基体材料层上形成第一层增强材料层，所述第一层增强材料层的厚度h2=1.05~1.1h2；在s3中，对所述第一层基体材料层和所述第一层增强材料层进行致密化处理，致密化处理后，所述第一层基体材料层和所述第一层增强材料层的总厚度等于h。3.根据权利要求1所述的同步喷射雾化沉积和致密化的零件制备方法，其特征在于，在s2中，若金属液为性质活泼、易氧化的金属液，则喷射雾化沉积在封闭室内进行，喷射前先通入0.1~0.12mpa的雾化气体，持续时间5~15min，然后对封闭室抽气减压，使封闭室气压稳定在0.05~0.08mpa后，再进行喷射雾化沉积。4.根据权利要求1所述的同步喷射雾化沉积和致密化的零件制备方法，其特征在于，在s3中：对于小型零件，待所述第一层沉积坯层形成后，停止金属液的喷射雾化，边继续通入雾化气体，边对所述第一层沉积坯层进行致密化处理；对于大型零件，则边喷射雾化沉积边致密化处理。5.据权利要求1所述的同步喷射雾化沉积和致密化的零件制备方法，其特征在于，在s3之后、s4之前，还包括以下步骤：修边：对致密化处理后因金属横向流动造成的毛刺、飞边、宽度变大等缺陷进行修复，去除多余的材料。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的同步喷射雾化沉积和致密化的零件制备方法，其特征在于，若所述致密化处理的方式为机械压实，则所述h为0.05~5mm。7.根据权利要求6所述的同步喷射雾化沉积和致密化的零件制备方法，其特征在于，机械压实过程时，冲头温度为0.4~0.6tm，其中tm为被加工金属的熔点；冲头的下移速度为2~20mm/s；冲头压实的频率为50~200次/min。8.根据权利要求6所述的同步喷射雾化沉积和致密化的零件制备方法，其特征在于，机械压实过程时，冲头压下量为两次机械压实时间间隔内沉积坯层总沉积厚度的5~15%，自冲头端面与最上层沉积坯层接触起算。9.根据权利要求1至5中任一项所述的同步喷射雾化沉积和致密化的零件制备方法，其特征在于，若所述致密化处理的方式为激光脉冲压实，则所述h为0.05~0.3mm。10.根据权利要求9所述的同步喷射雾化沉积和致密化的零件制备方法，其特征在于，在激光脉冲压实过程中，激光脉冲的频率为105~10
12
hz，脉冲功率为0.5~3.5w，脉冲宽度为2.5~4.5ms，脉冲扫描速度为2~20mm/s，脉冲光斑直径为2~10mm。

技术总结
本发明涉及精密增材制造方法领域，公开了一种同步喷射雾化沉积和致密化的材料或零件制备方法，采取切片


技术研发人员：陈业高 施允洋 胡昌军 葛海浪 陈国斌
受保护的技术使用者：宿迁学院
技术研发日：2021.08.06
技术公布日：2021/11/17