【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空喷注器，具体是涉及一种喷注器组件的成型方法。
技术介绍
1、喷注器是一种用来将燃料和氧化剂以特定比例均匀地注入并雾化以充分燃烧的基本组件，它的目的就是要让氧化剂和燃料充分燃烧。这个部件对火箭发动机的稳定性影响很大，属于火箭发动机的核心部件。
2、目前喷注器组件的成型方法主要有两种，一是传统的“铸造—锻造—机加工—扩散钎焊”工艺，该工艺生产周期长，材料利用率低，另外要考虑各种焊接接头的可靠性等问题；二是选择新兴“3d打印—热等静压”技术，针对3d打印制备一体化组件这种方案，其缺点很明显，目前的技术限制使该方案仅适合同种材料打印，不适合需要两种或多种材料的场合，而且现有3d打印技术并不成熟，一些关键部分并不适合设计成一体；针对“分体打印+焊接”这种方案，似乎更受研究学者和目前的市场喜欢，本专利技术所述喷注器组件的成型方法即采用的“分体打印+焊接”这种方案，创新性在于在3d打印后，经过表面处理和装配后直接进行热等静压扩散焊接，将热等静压和扩散焊结合起来，缩短工艺流程。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种喷注器组件的成型方法。本专利技术的技术方案是：一种喷注器组件的成型方法，包括以下步骤：
2、s1、合金粉末准备：
3、将cucrzr合金雾化粉末和不锈钢合金雾化粉末分别在真空干燥箱内进行干燥处理，干燥完成后随炉冷却，将cucrzr合金雾化粉末和不锈钢合金雾化粉末分别进行超声振动处理，超声振动处理完成后通过270目
4、s2、喷注器组件模型设计：
5、通过建模软件分别对喷注器的下底盘和上底盘以及支撑架构进行设计，然后将设计好的下底盘和上底盘以及支撑结构三维模型进行组合形成带有每层扫描路径信息的三维实体模型；
6、s3、设置打印参数：
7、将上述带有每层扫描路径信息的三维实体模型导入激光选区熔化设备中，同时设置打印参数，上底盘和下底盘三维模型均按照大头在下、小头在上竖直放置，同时用切分软件将模型分层，形成各层的激光加工扫描路径；
8、s4、激光打印：
9、将上述预处理cucrzr合金粉末或预处理不锈钢合金粉末填装至激光选区熔化设备中，放置好底板后，安装刮刀，然后对激光选区熔化设备进行抽真空，其中真空度约为3-5pa，然后再通入氩气作为保护气体，通过刮刀将粉末均匀铺至激光加工区，并按照步骤s3所设置打印参数进行逐层打印，得到下底盘和上底盘零件；
10、s5、表面处理：
11、对上述的下底盘和上底盘零件的外表面及内部孔道进行表面处理；
12、s6、热等静压处理：
13、将下底盘和上底盘进行组合，并对下底盘和上底盘外侧装配工装模具，将上包套扣在上底盘外侧，将下包套扣在下底盘外侧，然后将上包套和下包套连接处进行焊接封合，在下包套下方安装真空管，通过真空管处抽真空至1*10-2-1*10-3pa，并通入氩气，保持包套内压力为3-5pa，然后通过热等静压机对喷注器组件进行热等静压扩散焊接，热等静压扩散焊接完成后，得到带包套的喷注器组件；
14、s7、后处理：
15、对上述带包套的喷注器组件进行机加工去除包套，然后对喷注器组件表面进行抛光处理，抛光处理完成后得到表面粗糙度ra≤1.6μm的成品喷注器。
16、进一步地，所述步骤s4中，通过激光选区熔化设备打印喷注器的下底盘时，激光选区熔化设备填装的粉末为预处理cucrzr合金粉末，通过激光选区熔化设备打印喷注器的上底盘时，激光选区熔化设备填装的粉末为预处理不锈钢合金粉末。
17、进一步地，所述步骤s3中，打印下底盘的打印参数设置为：预处理cucrzr合金粉末打印单层厚度为0.03-0.06mm，扫描间距为0.05-0.1mm，功率在400-460w，扫描速度在400-1600mm/s。
18、说明：cucrzr粉末对激光吸收率较好，上述打印参数下所打印的cucrzr合金致密度好，缺陷较少。
19、进一步地，所述步骤s3中，打印上底盘时打印参数设置为：预处理不锈钢合金粉末打印单层厚度为0.05-0.12mm，扫描间距为0.08-0.15mm，xy收缩比为1.115-1.12，功率在300-400w，扫描速度在400-1000mm/s。
20、说明：上述打印参数下所打印的不锈钢耐高温、韧性、耐腐蚀性能好。
21、进一步地，所述步骤s5中的表面处理包括液体吹砂、磨粒流加工、电解抛光、化学试剂清洗中的一种或几种。
22、说明：液体吹砂是利用高压气流将磨料液体喷射到工件表面，以去除表面的杂质和氧化层，磨粒流加工是利用高速喷射的磨料粒子对工件表面进行加工，以改善表面质量和形状精度，电解抛光是利用电解作用在工件表面形成氧化层，并通过机械研磨去除氧化层，以改善表面质量和形状精度，化学试剂是利用化学反应在工件表面形成化学物质，以改善表面质量和形状精度。
23、进一步地，所述步骤s6中，所述热等静压处理的具体操作为：所述热等静压扩散焊接时，扩散焊接的温度为920-1000℃，热等静压扩散焊接的压力为10-50mpa，热等静压扩散焊接的时长为2-8h。
24、说明：热等静压扩散焊接在高温且施压均匀的情况下进行，使焊缝区域的金属材料与母材等强度，韧性也相当优异，热等静压扩散焊接能够使焊接接头的形状和尺寸得到精确控制，从而减少了焊接接头的变形和缺陷，提高了焊接接头的质量和可靠性。
25、进一步地，所述步骤s1中cucrzr合金雾化粉末和不锈钢合金雾化粉末干燥时长为4-10h，真空干燥箱内真空度为1*10-3-1*10-4pa，真空干燥箱内温度为100-120℃。
26、说明：干燥可以减少原料粉末的湿度，防止在成型过程中出现流淌、粘连、塌陷等问题，从而提高成型质量，干燥可以使原料粉末更加紧密，减少成型过程中的摩擦和阻力，从而提高成型速度，原料粉末中的水分会在成型过程中蒸发，可能会导致表面缺陷、气孔和收缩等问题。通过干燥可以减少这些缺陷的出现。
27、进一步地，所述步骤s1中超声振动处理时长为5-10min，超声振动频率为35-40khz，超声振动偏离角度为8-10°。
28、说明：超声振动可以使成型质量更加均匀和稳定，从而提高成型质量和可靠性。
29、进一步地，所述步骤s4中逐层打印的具体方法为：激光每扫描完一层，底板下降一层，直至打印完成，激光扫描策略第n+1层与第n层扫描线之间角度为45°-90°，加工完需采用吸粉管回收表面粉末，取出打印结构，用线切割将打印结构与基材切割分离，并去除支撑。
30、说明：通过上述铺粉方式进行扫描，零件加工完成后将对表面粉末进行回收，上述逐层打印方法得到的零件质量更优异。
31、进一步地，所述步骤s7中的成品喷注本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种喷注器组件的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种喷注器组件的成型方法，其特征在于，所述步骤S4中，通过激光选区熔化设备打印喷注器的下底盘(2)时，激光选区熔化设备填装的粉末为预处理CuCrZr合金粉末，通过激光选区熔化设备打印喷注器的上底盘(1)时，激光选区熔化设备填装的粉末为预处理不锈钢合金粉末。
3.如权利要求2所述的一种喷注器组件的成型方法，其特征在于，所述步骤S3中，打印下底盘(2)的打印参数设置为：预处理CuCrZr合金粉末打印单层厚度为0.03-0.06mm，扫描间距为0.05-0.1mm，功率在400-460W，扫描速度在400-1600mm/s。
4.如权利要求2所述的一种喷注器组件的成型方法，其特征在于，所述步骤S3中，打印上底盘(1)时打印参数设置为：预处理不锈钢合金粉末打印单层厚度为0.05-0.12mm，扫描间距为0.08-0.15mm，XY收缩比为1.115-1.12，功率在300-400W，扫描速度在400-1000mm/s。
5.如权利要求1所述的一种喷注器组件的成型
6.如权利要求1所述的一种喷注器组件的成型方法，其特征在于，所述步骤S6中，所述热等静压处理的具体操作为：所述热等静压扩散焊接时，扩散焊接的温度为920-1000℃，热等静压扩散焊接的压力为10-50MPa，热等静压扩散焊接的时长为2-8h。
7.如权利要求1所述的一种喷注器组件的成型方法，其特征在于，所述步骤S1中CuCrZr合金雾化粉末和不锈钢合金雾化粉末干燥时长为4-10h，真空干燥箱内真空度为1*10-3-1*10-4Pa，真空干燥箱内温度为100-120℃。
8.如权利要求1所述的一种喷注器组件的成型方法，其特征在于，所述步骤S1中超声振动处理时长为5-10min，超声振动频率为35-40kHz，超声振动偏离角度为8-10°。
9.如权利要求1所述的一种喷注器组件的成型方法，其特征在于，所述步骤S1中超声振动处理时长为5-10min，超声振动频率为35-40kHz。
10.如权利要求1所述的一种喷注器组件的成型方法，其特征在于，所述步骤S7中的成品喷注器包括上底盘(1)和下底盘(2)，所述下底盘(2)外壁与所述上底盘(1)内壁固定连接，所述上底盘(1)包括上盘壳(11)，所述上盘壳(11)与下底盘(2)之间设有燃料腔(12)，上盘壳(11)顶部固定连接有连接管(13)，所述下底盘(2)包括喷注面板(21)，所述喷注面板(21)内部设有氧化剂腔(22)，所述氧化剂腔(22)内部竖向固定连接有多个喷注单元(23)，所述喷注单元(23)包括内腔(231)和外腔(232)，所述内腔(231)的上端与所述燃料腔(12)相连通，所述内腔(231)下端与所述喷注面板(21)下方相连通，所述内腔(231)外壁下方的喷注面板(21)上周向设有多个喷孔(233)，所述外腔(232)的外壁周向分布有多个圆孔道(24)，所述圆孔道(24)与所述氧化剂腔(22)相连通，所述外腔(232)的下端通过所述喷孔(233)与所述喷注面板(21)下方相连通，所述喷注面板(21)外侧周向分布有多个竖向孔道(25)，多个所述竖向孔道(25)与所述氧化剂腔(22)内部相连通。
...【技术特征摘要】
1.一种喷注器组件的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种喷注器组件的成型方法，其特征在于，所述步骤s4中，通过激光选区熔化设备打印喷注器的下底盘(2)时，激光选区熔化设备填装的粉末为预处理cucrzr合金粉末，通过激光选区熔化设备打印喷注器的上底盘(1)时，激光选区熔化设备填装的粉末为预处理不锈钢合金粉末。
3.如权利要求2所述的一种喷注器组件的成型方法，其特征在于，所述步骤s3中，打印下底盘(2)的打印参数设置为：预处理cucrzr合金粉末打印单层厚度为0.03-0.06mm，扫描间距为0.05-0.1mm，功率在400-460w，扫描速度在400-1600mm/s。
4.如权利要求2所述的一种喷注器组件的成型方法，其特征在于，所述步骤s3中，打印上底盘(1)时打印参数设置为：预处理不锈钢合金粉末打印单层厚度为0.05-0.12mm，扫描间距为0.08-0.15mm，xy收缩比为1.115-1.12，功率在300-400w，扫描速度在400-1000mm/s。
5.如权利要求1所述的一种喷注器组件的成型方法，其特征在于，所述步骤s5中的表面处理包括液体吹砂、磨粒流加工、电解抛光、化学试剂清洗中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的一种喷注器组件的成型方法，其特征在于，所述步骤s6中，所述热等静压处理的具体操作为：所述热等静压扩散焊接时，扩散焊接的温度为920-1000℃，热等静压扩散焊接的压力为10-50mpa，热等静压扩散焊接的时长为2-8h。
7.如权利要求1所述的一种喷注器组件的成型方法，其特征在于，所述步骤s1中cucrzr合金雾化粉末...
【专利技术属性】
技术研发人员：汤莹莹，马明月，赵鸣，王小娜，庾高峰，王聪利，张琦，
申请(专利权)人：陕西斯瑞新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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