System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种提高增材制造钛合金表面耐腐蚀性能的方法技术_技高网

一种提高增材制造钛合金表面耐腐蚀性能的方法技术

技术编号:41361003 阅读:15 留言:0更新日期:2024-05-20 10:10
本发明专利技术公开了一种基于纳秒激光加工技术提高增材制造钛合金表面耐腐蚀性能的方法,属于增材制造后处理领域。首先利用增材制造技术制备钛合金零件,对增材制造后的钛合金零件表面进行打磨抛光清洗处理,之后利用纳秒激光加工技术对表面处理后的钛合金零件进行表面加工,使钛合金零件表面获得微纳结构和残余压应力,进而提高钛合金零件表面耐腐蚀性能。本发明专利技术可实现对增材制造钛合金零件局部特定区域表面耐腐蚀性能的有效调控,对于进一步扩大金属材料增材制造应用具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属材料增材制造表面处理方法,尤其涉及一种基于纳秒激光加工技术提高增材制造钛合金表面耐腐蚀性能的方法


技术介绍

1、金属材料增材制造近年来蓬勃发展并且正在迅速成为高端制造业的关键技术。钛合金因其比强度高、耐高温、耐腐蚀、生物相容性好等优点,广泛应用于航空航天、生物医学、海洋工程、军工装备等领域,增材制造技术的发展为钛合金生产制造提供了新方法。

2、针对增材制造钛合金研究主要集中在成形工艺、微观组织、机械性能等方面,但零件在服役过程中因腐蚀导致失效是不可避免的,因此改善其腐蚀性能是零件长期安全有效服役的关键,尤其在生物医学、海洋工程以及化工装备等领域对延长增材制造钛合金使用寿命具有迫切需求。因此,开展增材制造钛合金腐蚀性能的研究具有重要意义。

3、目前研究发现,在钛合金增材制造过程中,因经历快速熔凝过程,导致产生非平衡相,其零件腐蚀性能比锻件差,可通过热处理、调控钛合金成分、热喷涂等方法,改善耐腐蚀性能。但上述方法均存在一定局限性。例如cn 110129801 a公开了一种利用热处理提高增材制造钛合金耐腐蚀性的处理工艺,但是将样品置于立式管式炉中,作用区域较大,对于一些局部特定区域腐蚀性能的改善存在困难。调控钛合金成分存在材料元素众多,调控工艺复杂。热喷涂方法存在环境不友好,喷涂层和基体结合较低,易脱落等问题。

4、近年来,纳秒激光技术发展迅速,纳秒激光具有非接触、加工灵活精度高、加工材料类型广泛、加工环境友好、适应性好等特点,与皮秒、飞秒激光器相比,其生产能力更高,在表面改性领域具有广泛应用,尤其在制备超疏水抗腐蚀表面方面具有巨大潜在应用价值。但是利用纳秒激光改善增材制造钛合金腐蚀性能的研究尚未开展,对其开展研究对于进一步扩大钛合金增材制造应用具有重要意义。


技术实现思路

1、有鉴于此,本专利技术提供一种基于纳秒激光加工技术提高增材制造钛合金表面耐腐蚀性能的方法,通过纳秒激光在增材制造钛合金表面制备微纳结构,提高钛合金表面耐腐蚀性能。

2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的:

3、基于纳秒激光加工技术提高增材制造钛合金表面耐腐蚀性能的方法,包括以下步骤:

4、(1)利用增材制造技术制备钛合金零件,制备完成后,利用线切割技术将打印后钛合金零件从基板上切下;

5、(2)对增材制造后的钛合金表面进行预处理,首先砂纸打磨,之后丙酮超声清洗,最后吹风机吹干;

6、(3)再利用纳秒激光设备对预处理后的增材制造钛合金零件表面进行纳秒激光加工,获得微纳结构和残余压应力,最终提升钛合金表面耐腐蚀性能。

7、与现有技术相比,本专利技术的有益效果在于:

8、通过纳秒激光加工技术在增材制造钛合金表面制备微纳结构进而提高其耐腐蚀性能的方法与传统热处理、调控钛合金成分、热喷涂等方法相比,具有精度高、热效应小、环境友好、稳定性好,可实现局部特定区域加工等特点。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于纳秒激光加工技术提高增材制造钛合金表面耐腐蚀性能的方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的纳秒激光加工技术提高增材制造钛合金表面耐腐蚀性能的方法,其特征在于,步骤(1)中增材制造方法包括激光选区熔化、电子束选区熔化、激光工程净成形、电弧熔丝增材制造等多种金属材料增材制造技术,所述金属材料为钛合金,除钛合金外,权利要求进一步扩大为铝合金、镍基合金、钴铬合金或不锈钢。

3.根据权利要求1所述的纳秒激光加工技术提高增材制造钛合金表面耐腐蚀性能的方法,其特征在于,步骤(2)中所述纳秒激光加工参数为纳秒激光波长为600-1000nm,脉冲持续时间为10-100ns,重复频率为1kHz-1MHz,加工速度为20-2000mm/s,激光功率为20-100mW,加工环境为空气、保护气、水。

4.根据权利要求1所述的纳秒激光加工技术提高增材制造钛合金表面耐腐蚀性能的方法,其特征在于,步骤(2)中所述纳秒激光加工表面微纳结构,其结构类型为凹坑、线槽、网格型等多种结构类型。

5.根据权利要求2所述的纳秒激光加工技术提高增材制造钛合金表面耐腐蚀性能的方法,其特征在于,金属材料形态为粉末或丝材,粉末粒径范围为20-200μm,丝材直径为0.4-2mm。

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【技术特征摘要】

1.一种基于纳秒激光加工技术提高增材制造钛合金表面耐腐蚀性能的方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的纳秒激光加工技术提高增材制造钛合金表面耐腐蚀性能的方法,其特征在于,步骤(1)中增材制造方法包括激光选区熔化、电子束选区熔化、激光工程净成形、电弧熔丝增材制造等多种金属材料增材制造技术,所述金属材料为钛合金,除钛合金外,权利要求进一步扩大为铝合金、镍基合金、钴铬合金或不锈钢。

3.根据权利要求1所述的纳秒激光加工技术提高增材制造钛合金表面耐腐蚀性能的方法,其特征在于,步骤(2)中所述纳秒激光加工参数为纳秒激光波长...

【专利技术属性】
技术研发人员:丁雪萍周崯莹
申请(专利权)人:重庆理工大学
类型:发明
国别省市:

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