一种冷喷涂增材结合强度提升方法技术

本申请涉及一种冷喷涂增材结合强度提升方法，包括：对型腔零件的增材界面进行斜切，以获得切割口；在切割口内冷喷涂增材原料单质粉末，以形成顶撑于型腔零件顶部内壁的内部增材构件；对型腔零件外表面冷喷涂增材原料单质粉末，以形成外部增材构件；对内部增材构件和外部增材构件进行热处理，以使增材原料单质粉末合金化。在零件内部形成一部分增材构件，使得零件内部也增加了一个界面，使增材构件与零件之间具有更高的结合强度，降低了直接表面进行冷喷涂增材的脆性大问题，再在外部进行冷喷涂，所形成的外部增材构件与内部的增材构件一起进行热处理，最终得到高强度增材构件涂层，具有更强的坚韧性以及与零件之间的结合强度。具有更强的坚韧性以及与零件之间的结合强度。具有更强的坚韧性以及与零件之间的结合强度。

【技术实现步骤摘要】
一种冷喷涂增材结合强度提升方法


[0001]本申请涉及冷喷涂增材
，特别涉及一种冷喷涂增材结合强度提升方法。

技术介绍

[0002]国内外现有的增材制造技术，主要以金属材料增材技术为主，其主要应用于航空航天领域、生物医药领域、交通行业领域、服饰首饰等等。随着增材技术的应用范围日益增大，人们对增材技术的要求也逐步提高。之前所采用的单质金属进行增材，已经无法满足工艺需求，现如今人们研制多种混合金属形成的合金来进行增材。
[0003]对于TiAl合金的材料，已将Ti2AlNb材料应用于增材技术中。但是使用Ti2AlNb进行结构件的增材制造过程中，通常是采用直接增材的方式，然而，在零件上直接增材，存在增材界面结构脆弱的问题。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种冷喷涂增材结合强度提升方法，以解决相关技术中在零件上直接增材，存在增材界面结构脆弱的问题。
[0005]本申请实施例提供了一种冷喷涂增材结合强度提升方法，其包括：
[0006]对型腔零件(1)的增材界面进行斜切，以获得切割口(2)；
[0007]在所述切割口(2)内冷喷涂增材原料单质粉末，以形成顶撑于所述型腔零件(1)顶部内壁的内部增材构件(3)；
[0008]对所述型腔零件(1)外表面冷喷涂增材原料单质粉末，以形成外部增材构件(4)；
[0009]对所述内部增材构件(3)和外部增材构件(4)进行热处理，以使所述增材原料单质粉末合金化。
[0010]一些实施例中，对所述内部增材构件(3)和外部增材构件(4)进行热处理，以使所述增材原料单质粉末合金化，包括如下步骤：
[0011]对所述内部增材构件(3)和外部增材构件(4)进行第一次热处理，以使所述增材原料单质粉末部分合金化，得到中间体；
[0012]对所述中间体进行机械加工；
[0013]对经过机械加工之后的所述中间体进行第二次热处理，以使所述增材原料单质粉末全部合金化。
[0014]一些实施例中，第一次热处理的温度为300℃～500℃，时间为1h～2h。
[0015]一些实施例中，第二次热处理的温度为500℃～600℃，时间为1h～2h。
[0016]一些实施例中，第一次热处理后，所述增材原料单质粉末合金化的质量分数为50％～80％。
[0017]一些实施例中，所述增材原料单质粉末包括Ti粉、Al粉和Si粉，所述增材原料单质粉末合金化的产物为Ti2AlNb合金。
[0018]一些实施例中，所述切割口(2)斜切角度β为43
°
～47
°
；
[0019]和/或，斜切的尺寸范围为3mm～5mm。
[0020]一些实施例中，所述内部增材构件(3)的倾斜角度γ为20
°
～25
°
；
[0021]和/或，所述内部增材构件(3)的厚度h为3mm～5mm。
[0022]一些实施例中，在所述切割口(2)内冷喷涂增材原料单质粉末之前，还包括如下步骤：
[0023]对增材界面以及切割口(2)进行表面处理，以达到预设粗糙度。
[0024]一些实施例中，所述预设粗糙度Ra为3.2～6.3。
[0025]本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
[0026]本申请实施例提供了一种冷喷涂增材结合强度提升方法，本申请将冷喷涂增材技术与界面设计相结合，用于需要对零件使用增材的工件。在零件内部形成一部分增材构件，使得零件内部也增加了一个界面，可以有效地增强增材构件的结构，使其具有一定的抗扭力，使增材构件与零件之间具有更高的结合强度，降低了直接表面进行冷喷涂增材的脆性大问题，再在外部将增材原料单质混合后的粉末进行冷喷涂，所形成的外部增材构件与内部的增材构件一起进行热处理，最终得到高强度增材构件涂层，具有更强的坚韧性以及与零件之间的结合强度。
[0027]本申请利用单质粉末按照分子式进行配比，用于冷喷涂增材，再利用热处理的方式达到一个均衡效果，利用此方法得到的增材构件既有一定的强度，又有一定的可塑性，方便对增材构件进行机械加工处理。
[0028]此类增材技术用于对大尺寸结构件的增材，加上冷喷涂增材技术，缩短直接铸造的工期，且降低复杂型。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本申请实施例提供的冷喷涂增材结合强度提升方法流程图；
[0031]图2为本申请实施例提供的型腔零件示意图
[0032]图3为本申请实施例提供的型腔零件斜切后的示意图；
[0033]图4为本申请实施例提供的型腔零件冷喷涂后的示意图；
[0034]图5为图4依次经过第一次热处理、机械加工和第二次热处理后的示意图。
[0035]图中：1、型腔零件；2、切割口；3、内部增材构件；4、外部增材构件。
具体实施方式
[0036]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0037]参见图1、图2、图3、图4和图5所示，本申请实施例提供了一种冷喷涂增材结合强度
提升方法，其包括如下步骤：
[0038]101：由于型腔零件1上直接增材，会出现增材构件与型腔零件之间脆性大的问题，因此，首先对型腔零件1的增材界面进行斜切，以获得切割口2。
[0039]参见图2所示，以型腔零件1为方形为例，可以对型腔零件1的两侧角部进行斜切，形成切割口2。
[0040]其中，切割口2的切割范围可以根据型腔零件1的大小确定，比如，作为示例，斜切的尺寸范围为3mm～5mm。
[0041]进一步地，切割口2斜切角度β可以根据实际情况确定，比如，切割口2斜切角度β可以为43
°
～47
°
，更为优选地，切割口2斜切角度β为45
°
。
[0042]为了提高型腔零件1的增材界面的活性，提高增材构件与型腔零件之间的结合强度，优选地，在斜切之后，还包括如下步骤：对增材界面以及切割口2进行表面处理，以达到预设粗糙度。其中，表面处理报对增材界面和切割口进行研磨、抛光处理。
[0043]上述预设粗糙度的大小可以根据实际需要确定，比如，作为示例，所述预设粗糙度Ra为3.2～6.3。
[0044]102：在所述切割口2内冷喷涂增材原料单质粉末，以形成顶撑于所述型腔零件1顶部内壁的内部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冷喷涂增材结合强度提升方法，其特征在于，其包括：对型腔零件(1)的增材界面进行斜切，以获得切割口(2)；在所述切割口(2)内冷喷涂增材原料单质粉末，以形成顶撑于所述型腔零件(1)顶部内壁的内部增材构件(3)；对所述型腔零件(1)外表面冷喷涂增材原料单质粉末，以形成外部增材构件(4)；对所述内部增材构件(3)和外部增材构件(4)进行热处理，以使所述增材原料单质粉末合金化。2.如权利要求1所述的冷喷涂增材结合强度提升方法，其特征在于，对所述内部增材构件(3)和外部增材构件(4)进行热处理，以使所述增材原料单质粉末合金化，包括如下步骤：对所述内部增材构件(3)和外部增材构件(4)进行第一次热处理，以使所述增材原料单质粉末部分合金化，得到中间体；对所述中间体进行机械加工；对经过机械加工之后的所述中间体进行第二次热处理，以使所述增材原料单质粉末全部合金化。3.如权利要求2所述的冷喷涂增材结合强度提升方法，其特征在于：第一次热处理的温度为300℃～500℃，时间为1h～2h。4.如权利要求2所述的冷喷涂增材结合强度提升方法，其特征在于：第二次热处理的温度为500℃～600℃，时间为1h～2h。5.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：董脉鸣，
申请(专利权)人：湖北超卓航空科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：