【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及表面工程、增材制造，具体涉及一种借助易拆卸纱网修复金属部件贯穿孔的方法。
技术介绍
1、冷喷涂技术是一种基于高速气体流动，将微米级金属颗粒加速至300至1200 m/s，并在未熔化状态下撞击基材表面形成沉积层的固态沉积工艺。与传统热喷涂和焊接方法相比，冷喷涂技术在多个方面具有显著优势。其低温特性避免了材料熔化过程中可能产生的氧化、气孔生成和成分偏析等问题，从而实现了无氧化、高致密度的沉积结构。同时，冷喷涂由于热影响区域小，有效保留了基材的物理与化学性能，避免了热加工过程中基材变形及微观结构损伤的风险。由于这些优点，冷喷涂技术已被广泛应用于金属零部件的修复及增材制造，尤其在大面积修复与异形结构件加工中具有重要价值。
2、在冷喷涂技术的具体应用中，金属部件贯穿孔（如机械构件中的穿透性缺陷或损伤）的修复仍是一项技术难题。贯穿孔的形状和尺寸通常存在较大的不规则性，导致喷涂粉末颗粒易从孔洞穿透而无法实现均匀填充，从而影响沉积层的致密性与强度。目前，针对贯穿孔修复的常规方法通常需在孔洞背面布置支撑材料或填充结构，以提供辅助支撑。然而，现有技术中的支撑材料通常与被修复构件发生不可分离的结合。此类不可分离性不仅降低了修复后的构件质量，还可能对构件的性能和后续加工带来不利影响。
3、为解决上述问题，一些研究提出了可拆卸支撑结构的设计方案。然而，这些支撑结构在实际操作中往往面临诸多局限。例如，某些设计因结构复杂，导致支撑装置在贯穿孔背面的定位及固定操作极为繁琐。同时，为实现支撑材料的拆卸，修复后可能需要使用专用
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于避免现有技术的不足，提供一种方法简单，成本低，且修改效果好的借助易拆卸纱网修复金属部件贯穿孔的方法。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种借助易拆卸纱网修复金属部件贯穿孔的方法，包括如下步骤：
3、步骤一：对金属部件上贯穿孔周围进行打磨处理和表面处理，以增强修复粉末与基体的结合力；
4、步骤二：采用耐高温胶带将柔性致密纱网固定在金属部件贯穿孔一侧的金属部件表面，柔性致密纱网和孔体组成了修复粉末的有效沉积基体；
5、步骤三：将金属部件固定在工装夹具上，在喷涂气源为纯氦气的条件下，以喷涂气体的入口温度为400-550℃、压力为110-130psi、喷涂送粉量为12-15 g/min、喷涂距离为10-25 mm的喷涂工艺，将修复粉末从沉积基体的贯穿孔开口进行喷涂修复；喷涂设备的喷枪枪口的口径不大于贯穿孔的直径；
6、喷涂修复时，喷枪枪口与贯穿孔开口处内壁保持90°，从靠近贯穿孔的内壁边缘匀速地以螺旋形路线逐步喷涂至孔洞中心，依此方法经过2-3次喷涂后，则在孔洞中心形成一个顶角为10-20°的锥状凸起，在凸起的周围即是喷涂死区，修复粉末无法沉积，此时，将凸起打磨至与修复层最低处齐平，打磨结束后再次按照螺旋形路线逐步喷涂至孔洞中心的方法进行喷涂，再次形成凸起则打磨至修复层最低处齐平，如此反复直至修复完成；
7、步骤四：喷涂结束后，移除纱网并对涂层表面进行打磨，以确保填充层与金属部件表面之间平滑过渡。
8、进一步的，步骤一中，所述打磨处理是将贯穿孔的两侧开口处的孔内壁面打磨成角度为70-80°的坡口，用于方便修复粉末的沉积；
9、所述表面处理是对金属部件开贯穿孔处周围的金属表面进行喷砂处理或激光扫描，用以除去金属部件表面杂质或氧化膜。
10、进一步的，步骤二中，所述柔性致密纱网的材质为耐高温且抗氧化性强的金属纤维材料或合金纤维材料；柔性致密纱网的厚度为0.5-2mm，线径为0.1-0.3mm，目数至少为1200目，所述修复粉末的粒度为23-50μm，确保柔性致密纱网能够在喷涂压力和气流条件下阻止修复粉末从贯穿孔中直接喷出，同时，便于气流通过，不造成反向压力，保证贯穿孔内的粉末流动均匀，提高沉积效果。
11、具体的，当纱网太薄，可能在喷涂过程中，尤其是在较高的气流和喷涂压力下，无法有效地阻挡粉末，导致粉末从孔洞后侧泄漏出去，影响修复效果。网破损：较薄的纱网可能在高喷涂压力下受到冲击容易破损，造成喷涂过程中网的失效，从而影响修复质量。
12、但是，当纱网太厚，尤其是使用较粗的材料时，可能会对气流造成过大的阻力，导致气流无法顺畅通过，影响喷涂的均匀性和粉末的沉积质量。还会造成涂层附着力下降，过厚的纱网可能导致喷涂过程中粉末的流动不均，涂层的沉积效果不好，影响修复层的质量。以及增加操作难度，厚网容易造成较大的反向压力，喷涂时可能需要更高的气流压力，这样可能增加操作复杂度，也会消耗更多的气体和能量。
13、进一步的，所述金属纤维材料为不锈钢纤维、镍纤维、钛纤维；所述合金纤维材料为铁铬铝合金纤维、康铜纤维、因科镍合金纤维。
14、进一步的，步骤三中，所述喷涂工艺中采用的喷涂粉末材料为金属或金属-陶瓷混合粉末；所述金属为al及al合金、mg及mg合金、cu及cu合金、ti及ti合金，所述陶瓷为al2o3、sic、tin。
15、进一步的，所述金属部件的材料为金属及其合金或陶瓷-金属基复合材料；所述金属及合金为al及al合金、mg及mg合金、cu及cu合金、ti及ti合金；所述陶瓷-金属基复合材料为al2o3增强金属基复合材料、sic增强金属基复合材料、tin增强金属基复合材料。
16、进一步的，所述贯穿孔在金属部件上的深度为3-15mm，半径为3-10mm。
17、具体的，当贯穿孔的深度小于3 mm时喷涂过程中会导致金属部件局部温度过高，进而发生变形或翘曲；深度大于15 mm时，修复粉末很难均匀附着，可能导致修复层脱落。
18、同时，贯穿孔的半径小于3 mm时，修复粉末无法完全覆盖在孔洞内部边缘区域；半径大于10 mm时，修复粉末只能附着在孔洞边缘难以补填孔洞中心区域进而形成空隙。
19、进一步的，所述的喷涂设备是手持式冷喷涂装置或基于路径编程的机械喷涂装置，所述打磨时使用的工具为小转头刻磨笔。
20、进一步的，所述耐高温胶带为美国3m公司生产的型号为5406的聚酰亚胺胶带；所述氦气是纯度为99.99%的高纯氦气。
21、进一步的，步骤三中，所述喷涂工艺中，当修复粉末为铝粉，修复的金属部件为铝部件时，则工艺参数为：气体入口温度为450℃、气体压力为110psi、送粉量为13.45g/min、喷涂距离为10-25mm。
22、本专利技术的有益效果是：相比于传统刚性支撑材料，本专利技术在操作简便性和材料适应性方面表现出显著的技术优势。本专利技术借助具有优异耐高温特性和柔性的纱网，紧密贴合孔洞的不规则表面，为冷喷本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种借助易拆卸纱网修复金属部件贯穿孔的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的借助易拆卸纱网修复金属部件贯穿孔的方法，其特征在于，步骤一中，所述打磨处理是将贯穿孔的两侧开口处的孔内壁面打磨成角度为70-80°的坡口，用于方便修复粉末的沉积；
3.如权利要求1所述的借助易拆卸纱网修复金属部件贯穿孔的方法，其特征在于，步骤二中，所述柔性致密纱网的材质为耐高温且抗氧化性强的金属纤维材料或合金纤维材料；柔性致密纱网的厚度为0.5-2mm，线径为0.1-0.3mm，目数至少为1200目，所述修复粉末的粒度为23-50μm，确保柔性致密纱网能够在喷涂压力和气流条件下阻止修复粉末从贯穿孔中直接喷出，同时，便于气流通过，不造成反向压力，保证贯穿孔内的粉末流动均匀，提高沉积效果。
4.如权利要求3所述的借助易拆卸纱网修复金属部件贯穿孔的方法，其特征在于，所述金属纤维材料为不锈钢纤维、镍纤维、钛纤维；所述合金纤维材料为铁铬铝合金纤维、康铜纤维、因科镍合金纤维。
5.如权利要求1所述的借助易拆卸纱网修复金属部件贯穿孔的方法，其特征在于
6.如权利要求1所述的借助易拆卸纱网修复金属部件贯穿孔的方法，其特征在于，所述金属部件的材料为金属及其合金或陶瓷-金属基复合材料；所述金属及合金为Al及Al合金、Mg及Mg合金、Cu及Cu合金、Ti及Ti合金；所述陶瓷-金属基复合材料为Al2O3增强金属基复合材料、SiC增强金属基复合材料、TiN增强金属基复合材料。
7.如权利要求1所述的借助易拆卸纱网修复金属部件贯穿孔的方法，其特征在于，所述贯穿孔在金属部件上的深度为3-15mm，半径为3-10mm。
8.如权利要求1所述的借助易拆卸纱网修复金属部件贯穿孔的方法，其特征在于，所述的喷涂设备是手持式冷喷涂装置或基于路径编程的机械喷涂装置，所述打磨时使用的工具为小转头刻磨笔。
9.如权利要求1所述的借助易拆卸纱网修复金属部件贯穿孔的方法，其特征在于，所述耐高温胶带为美国3M公司生产的型号为5406的聚酰亚胺胶带；所述氦气是纯度为99.99%的高纯氦气。
10.如权利要求1-9任一所述的借助易拆卸纱网修复金属部件贯穿孔的方法，其特征在于，步骤三中，所述喷涂工艺中，当修复粉末为铝粉，修复的金属部件为铝部件时，则工艺参数为：气体入口温度为450℃、气体压力为110psi、送粉量为13.45g/min、喷涂距离为10-25mm。
...【技术特征摘要】
1.一种借助易拆卸纱网修复金属部件贯穿孔的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的借助易拆卸纱网修复金属部件贯穿孔的方法，其特征在于，步骤一中，所述打磨处理是将贯穿孔的两侧开口处的孔内壁面打磨成角度为70-80°的坡口，用于方便修复粉末的沉积；
3.如权利要求1所述的借助易拆卸纱网修复金属部件贯穿孔的方法，其特征在于，步骤二中，所述柔性致密纱网的材质为耐高温且抗氧化性强的金属纤维材料或合金纤维材料；柔性致密纱网的厚度为0.5-2mm，线径为0.1-0.3mm，目数至少为1200目，所述修复粉末的粒度为23-50μm，确保柔性致密纱网能够在喷涂压力和气流条件下阻止修复粉末从贯穿孔中直接喷出，同时，便于气流通过，不造成反向压力，保证贯穿孔内的粉末流动均匀，提高沉积效果。
4.如权利要求3所述的借助易拆卸纱网修复金属部件贯穿孔的方法，其特征在于，所述金属纤维材料为不锈钢纤维、镍纤维、钛纤维；所述合金纤维材料为铁铬铝合金纤维、康铜纤维、因科镍合金纤维。
5.如权利要求1所述的借助易拆卸纱网修复金属部件贯穿孔的方法，其特征在于，步骤三中，所述喷涂工艺中采用的喷涂粉末材料为金属或金属-陶瓷混合粉末；所述金属为al及al合金、mg及mg合金、cu及cu合金、ti及ti合金，所述陶瓷为al2o3、s...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄春杰，何三润，张正茂，李文亚，万文鹏，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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