RU2620841C1 - ADDITIVE PROCESSING METHOD FOR PARTS OF Al-Si. SYSTEM ALLOYS - Google Patents

ADDITIVE PROCESSING METHOD FOR PARTS OF Al-Si. SYSTEM ALLOYS Download PDF

Info

Publication number
RU2620841C1
RU2620841C1 RU2016105791A RU2016105791A RU2620841C1 RU 2620841 C1 RU2620841 C1 RU 2620841C1 RU 2016105791 A RU2016105791 A RU 2016105791A RU 2016105791 A RU2016105791 A RU 2016105791A RU 2620841 C1 RU2620841 C1 RU 2620841C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
powder material
parts
powder
process gas
layer
Prior art date
Application number
RU2016105791A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Татьяна Васильевна Тарасова
Галина Олеговна Гвоздева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН")
Priority to RU2016105791A priority Critical patent/RU2620841C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2620841C1 publication Critical patent/RU2620841C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/144Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor the fluid stream containing particles, e.g. powder
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34Laser welding for purposes other than joining
    • B23K26/342Build-up welding
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C24/00Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/08Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to the additive processing method for parts of Al-Si system alloys and can be used in the engineering industry for manufacture and recovery of small articles and their structural elements, preferably, the transverse dimension in the submillimeter range (less than 1 mm). Layer-by-layer laser powder material cladding is carried out simultaneously with its being fed into the processing zone together with the process gas. Powder material is used with an average particle diameter of 30…40 microns at particles concentration in the process gas stream not more than 0.275 g/mm3.
EFFECT: expansion of technological capabilities.
3 dwg, 1 ex, 1 tbl

Description

Изобретение относится к технологии получения материальных объектов из порошков системы Al-Si с помощью коаксиальной лазерной наплавки и может быть использовано в машиностроительных отраслях для изготовления и восстановления малоразмерных изделий и их конструктивных элементов, преимущественно поперечного размера в субмиллиметровом диапазоне (менее 1 мм).The invention relates to a technology for producing material objects from Al-Si system powders using coaxial laser cladding and can be used in engineering industries for the manufacture and restoration of small-sized products and their structural elements, mainly of transverse size, in the submillimeter range (less than 1 mm).

Из уровня техники известен способ производства изделий из порошковых материалов, в том числе на основе алюминия, состоящий в прессовании порошкового материала в пресс-форме и его последующем спекании (Кипарисов С.С., Либенсон Г.А. Порошковая металлургия. М.: Металлургия, 1980. С. 289).The prior art method for the production of products from powder materials, including on the basis of aluminum, consisting in pressing powder material in a mold and its subsequent sintering (Kiparisov S.S., Libenson G.A. Powder metallurgy. M .: Metallurgy , 1980.S. 289).

Недостатком известного способа являются ограничения по геометрии производимых деталей, в частности в отношении минимальной толщины стенки, которая должна составлять более 1 мм. Кроме того, для каждого типоразмера изделия необходимо изготавливать индивидуальную пресс-форму из инструментальных сталей и твердых сплавов, обработка которых представляет собой дорогостоящий и трудоемкий процесс. Указанные недостатки ограничивают технологические возможности известного способа.The disadvantage of this method is the restrictions on the geometry of the parts produced, in particular with respect to the minimum wall thickness, which should be more than 1 mm In addition, for each size of the product, it is necessary to produce an individual mold from tool steels and hard alloys, the processing of which is an expensive and time-consuming process. These disadvantages limit the technological capabilities of the known method.

Известен также способ получения объемных изделий из сплавов на основе алюминия, заключающийся в последовательном нанесении на технологическую платформу слоев из исходных порошковых материалов и селективном спекании заданной области каждого слоя в камере с защитной атмосферой (Заявка PCT/GB 2013/051405, опубл. 05.12.2013). Минимальный поперечный размер тонкостенного элемента изделия, изготовленного этим способом, может достигать значения 0,3 мм.There is also known a method for producing bulk products from aluminum-based alloys, which consists in sequentially depositing layers of raw powder materials on a technological platform and selectively sintering a predetermined area of each layer in a chamber with a protective atmosphere (Application PCT / GB 2013/051405, publ. 05.12.2013 ) The minimum transverse dimension of a thin-walled element of a product made by this method can reach a value of 0.3 mm.

Недостатком данного технического решения являются ограничения в отношении геометрии рабочей поверхности и, следовательно, ограничения его использования при нанесении покрытий, модификации поверхности и восстановлении изношенных деталей. Кроме того, создание защитной атмосферы в рабочей камере не позволяет полностью исключить окислительные процессы в расплаве из-за наличия остаточного кислорода в предварительно нанесенном слое порошка с относительно невысокой насыпной плотностью, что приводит к снижению физико-механических свойств изделий. Качество поверхность изделий, полученных известным способом, невысоко: минимальная шероховатость поверхности составляет Ra 6-10 мкм.The disadvantage of this technical solution is the restrictions in relation to the geometry of the working surface and, therefore, the limitations of its use in coating, surface modification and restoration of worn parts. In addition, the creation of a protective atmosphere in the working chamber does not completely eliminate the oxidation processes in the melt due to the presence of residual oxygen in the pre-applied powder layer with a relatively low bulk density, which leads to a decrease in the physicomechanical properties of the products. The surface quality of the products obtained in a known manner is low: the minimum surface roughness is Ra 6-10 microns.

Наиболее близким решением по технической сути и достигаемому результату является метод лазерного аддитивного производства изделий из алюминиевых сплавов, заключающийся в послойном выращивании деталей с помощью коаксиальной лазерной наплавки (Mazumber J., Dutta, D., Kikuchi, N., Ghosh, A. Closed loop direct metal deposition: art to part // Optics and Laser in Engineering. 2000. №34. P. 397-414).The closest solution in technical essence and the achieved result is the method of laser additive production of aluminum alloy products, which consists in layer-by-layer growing of parts using coaxial laser surfacing (Mazumber J., Dutta, D., Kikuchi, N., Ghosh, A. Closed loop direct metal deposition: art to part // Optics and Laser in Engineering. 2000. No. 34. P. 397-414).

Недостатками известного технического решения являются ограниченные технологические возможности, обусловленные предельным минимальным размером образующейся на рабочей поверхности ванны расплава, который составляет от 0,5 мм до нескольких миллиметров, что, в свою очередь, ограничивает минимальный поперечный размер производимого тонкостенного элемента. Кроме того, прототип характеризуется низким качеством поверхности (Ra 36-40 мкм).The disadvantages of the known technical solutions are limited technological capabilities due to the limiting minimum size of the melt formed on the working surface of the bath, which is from 0.5 mm to several millimeters, which, in turn, limits the minimum transverse size of the produced thin-walled element. In addition, the prototype is characterized by low surface quality (Ra 36-40 microns).

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение качественного изготовления и восстановления малоразмерных изделий и их конструктивных элементов поперечного размера в субмиллиметровом диапазоне (менее 1 мм).The objective of the invention is the provision of high-quality manufacturing and restoration of small-sized products and their structural elements of transverse size in the submillimeter range (less than 1 mm).

Технический результат - расширение технологических возможностей.The technical result is the expansion of technological capabilities.

Поставленная задача решается, а заявленный технический результат достигается тем, что в способе аддитивной обработки деталей из сплавов системы Al-Si, включающем послойную лазерную наплавку порошкового материала с его подачей в зону обработки совместно с технологическим газом, применяют порошковый материал со средним диаметром частиц 30…40 мкм при концентрации частиц в потоке технологического газа не более 0,275 г/мм3.The problem is solved, and the claimed technical result is achieved by the fact that in the method of additive processing of parts from alloys of the Al-Si system, including layer-by-layer laser surfacing of powder material with its supply to the treatment zone together with the process gas, powder material with an average particle diameter of 30 ... 40 microns at a particle concentration in the process gas stream of not more than 0.275 g / mm 3 .

Заявленный способ аддитивной обработки деталей из сплавов системы Al-Si поясняется графическими материалами, где:The claimed method of additive processing of parts from alloys of the Al-Si system is illustrated by graphic materials, where:

- на фиг. 1 изображена схема обработки;- in FIG. 1 shows a processing diagram;

- на фиг. 2 представлены графики зависимости ширины валика (L, мкм), качества поверхности (Ra, мкм) и отклонения геометрических размеров по длине валика (t, %) от среднего диаметра частиц порошка;- in FIG. 2 shows graphs of the dependence of the width of the roller (L, μm), surface quality (Ra, μm) and the deviation of the geometric dimensions along the length of the roller (t,%) from the average diameter of the powder particles;

- на фиг. 3 представлен график зависимости коэффициента пропускания лазерного излучения (Т) от концентрации частиц порошка в потоке газопорошковой смеси.- in FIG. Figure 3 shows a graph of the dependence of the transmittance of laser radiation (T) on the concentration of powder particles in the flow of a gas-powder mixture.

Суть заявленного способа заключается в следующем.The essence of the claimed method is as follows.

Исходный порошковый материал представляет собой двухфазную смесь кремния и алюминия без взаимной растворимости компонентов с равномерным распределением структурных составляющих в частице. Нагрев порошкового материала при прохождении сквозь лазерное излучение обеспечивает полноценное растворение кристаллов кремния. Регулированием технологических параметров осуществляется управление степенью гомогенизации расплава и, как следствие, структурой наплавки и физико-механическими свойствами изготовленных изделий. Структурно-фазовые превращения, протекающие в ванне расплава при обработке по заявленным режимам, обеспечивают формирование квазиэвтектической структуры, представляющей собой мелкодисперсные (менее 1 мкм) кристаллы кремния, равномерно распределенные в эвтектической смеси пересыщенного твердого раствора Al(Si) и кристаллов Si. Следствием этого являются высокие физико-механические характеристики изделия.The starting powder material is a two-phase mixture of silicon and aluminum without the mutual solubility of the components with a uniform distribution of structural components in the particle. The heating of the powder material when passing through laser radiation provides the complete dissolution of silicon crystals. The technological parameters are controlled by controlling the degree of homogenization of the melt and, as a consequence, the surfacing structure and the physicomechanical properties of the manufactured products. Structural-phase transformations occurring in the melt bath during processing according to the stated conditions provide the formation of a quasi-eutectic structure, which is finely dispersed (less than 1 μm) silicon crystals uniformly distributed in a eutectic mixture of a supersaturated Al (Si) solid solution and Si crystals. The consequence of this is the high physical and mechanical characteristics of the product.

На рабочую поверхность 1 (фиг. 1), которая может представлять собой поверхность обрабатываемой или восстанавливаемой детали, или вспомогательную поверхность для выращивания изделия через коаксиальное сопло 2 с конической щелью 3 наносят валик наплавки 4, сформированный из наплавочного материала системы Al-Si, поступающего в зону обработки в виде конуса газопорошковой смеси 5 одновременно с лазерным излучением 6. Поступающий совместно с лазерным излучением конус защитного газа 7, а также применение в качестве несущего газа для порошкового материала аргона обеспечивают эффективную защиту образующейся ванны расплава от окисления. Формирование трехмерного объекта осуществляется последовательным наложением слоев, каждый из которых получен наложением единичных валиков в плоскости с перекрытием 50%. Для изготовления тонкостенных элементов изделий осуществляют последовательное наложение единичных валиков с отступом в вертикальном направлении.On the working surface 1 (Fig. 1), which may be the surface of the workpiece being restored or restored, or an auxiliary surface for growing the product through the coaxial nozzle 2 with the conical slit 3, a surfacing roller 4 is applied, formed from the surfacing material of the Al-Si system entering the processing zone in the form of a cone of the gas-powder mixture 5 simultaneously with the laser radiation 6. The cone of the protective gas 7 coming in with the laser radiation, as well as the use as a carrier gas for powder mat The argon series provide effective protection of the resulting molten bath from oxidation. The formation of a three-dimensional object is carried out by sequential superposition of layers, each of which is obtained by superimposing single rollers in a plane with an overlap of 50%. For the manufacture of thin-walled elements of products, sequential superposition of single rollers is performed with indentation in the vertical direction.

Как видно из графика L (фиг. 2), с уменьшением среднего диаметра частиц порошкового материала сокращается минимальная ширина валика. Вместе с тем, при попытках (в процессе изготовления тонкостенных изделий) миниатюризации поперечного размера возникающей на рабочей поверхности ванны расплава до 0,1 мм и менее с одновременным уменьшением среднего диаметра частиц порошкового материала системы Al-Si было установлено, что шероховатость поверхности и отклонение геометрических размеров по длине валика падают до минимальных значений при среднем диаметре частиц порядка 40 мкм, но уже при уменьшении среднего диаметра частиц менее 30 мкм наблюдается крутой рост этих показателей. Наблюдаемый эффект резкого ухудшения качества поверхности и стабильности геометрических размеров валика при сокращении среднего диаметра частиц порошка менее 30 мкм объясняется снижением значения коэффициента пропускания лазерного излучения (Т) струей газопорошковой смеси ниже уровня 50%, что не обеспечивает стабильного проплавления нижележащего слоя и формирования качественной наплавки.As can be seen from graph L (Fig. 2), with a decrease in the average particle diameter of the powder material, the minimum roller width is reduced. At the same time, when trying (in the process of manufacturing thin-walled products) to miniaturize the transverse size of the melt bath occurring on the working surface to 0.1 mm or less while reducing the average particle diameter of the Al-Si system powder material, it was found that the surface roughness and geometric deviation sizes along the length of the roller fall to minimum values with an average particle diameter of about 40 microns, but even with a decrease in average particle diameter of less than 30 microns, a sharp increase in these indicators is observed. The observed effect of a sharp deterioration in the surface quality and stability of the geometrical dimensions of the roller while reducing the average particle diameter of the powder to less than 30 μm is explained by a decrease in the transmittance of laser radiation (T) by the gas-powder mixture below 50%, which does not ensure stable penetration of the underlying layer and the formation of high-quality surfacing.

Кроме того, установлено (фиг. 3), что графики шероховатости поверхности и отклонения геометрических размеров валика принимают минимальные значения в узкой области значений среднего диаметра частиц порошка при концентрации частиц порошка в потоке газопорошковой смеси не более 0,275 г/мм3. При превышении этого значения для частиц порошка указанного размерного диапазона наблюдается снижение значения коэффициента пропускания лазерного излучения Т струей газопорошковой смеси ниже уровня 50% (выражение 1), что не обеспечивает стабильного проплавления нижележащего слоя и формирования качественной наплавки. Это выражается в смещении положения минимальных значений графиков шероховатости поверхности и отклонения геометрических размеров в противоположных направлениях по горизонтальной оси и увеличении скорости роста указанных критериев (Ra; t) при удалении от положения минимального значения.In addition, it was found (Fig. 3) that the graphs of surface roughness and deviations of the geometric dimensions of the roller take minimum values in a narrow range of values of the average diameter of the powder particles at a concentration of powder particles in the flow of the gas-powder mixture of not more than 0.275 g / mm 3 . When this value is exceeded for powder particles of the specified size range, a decrease in the laser transmittance T by a gas-powder mixture below a level of 50% is observed (expression 1), which does not ensure stable penetration of the underlying layer and the formation of high-quality surfacing. This is expressed in a shift in the position of the minimum values of the graphs of surface roughness and a deviation of geometric dimensions in opposite directions along the horizontal axis and an increase in the growth rate of these criteria (Ra; t) when moving away from the position of the minimum value.

Figure 00000001
Figure 00000001

где nчаст - концентрация частиц в потоке газопорошковой смеси, г/см3;where n part is the concentration of particles in the stream of the gas-powder mixture, g / cm 3 ;

А - экспериментальный коэффициент, значение которого зависит от среднего диаметра частиц, см3/г.A is the experimental coefficient, the value of which depends on the average particle diameter, cm 3 / g.

Таким образом, исходя из поставленной задачи, был определен заявленный диапазон среднего диаметра частиц порошкового материала системы Al-Si и допустимые значения концентрации частиц порошка в газопорошковой смеси, применение которых гарантирует достижение заявленного технического результата.Thus, based on the task, the claimed range of the average particle diameter of the powder material of the Al-Si system and the acceptable concentration of powder particles in the gas-powder mixture were determined, the use of which guarantees the achievement of the claimed technical result.

Пример реализации способа.An example implementation of the method.

Заявленный способ использовался при выращивании тонкостенных элементов изделий из заэвтектического сплава системы Al-Si (AlSi3О), после чего были проведены экспериментальные исследования структуры, фазового состава и микротвердости материала образцов. Металлографические исследования проводили по стандартной методике в соответствии с ГОСТ 9.302-88. Рентгеноструктурные исследования проводили на дифрактометре ARL X'TRA (Thermo-Fisher Scientific, Швейцария) с помощью дифрактометрического способа регистрации рентгеновских лучей. Для выполнения рентгеноструктурного фазового анализа использовали программу Crystallographica Search-Match 3.10 и базу данных эталонных рентгенограмм ICDD PDF-2 (2010 г.). Количественный фазовый состав и инструментальное уширение линий определяли с помощью программы количественного рентгеноструктурного анализа SIROQUANT V3. Оценку микротвердости материала наплавки проводили на приборе HP Mikromat (Hegewald&Peschke, Германия) при нагрузках 0,5; 0,3; 0,25 Н. Время нагружения 10 с. Для исследования влияния температуры на структуру и свойства материала образцов проводили отжиг на воздухе в течение 2 часов при температурах 150, 200, 250 и 300°С.The claimed method was used to grow thin-walled elements of products from a hypereutectic alloy of the Al-Si system (AlSi 3 О), after which experimental studies of the structure, phase composition and microhardness of the sample material were carried out. Metallographic studies were carried out according to a standard method in accordance with GOST 9.302-88. X-ray diffraction studies were carried out on an ARL X'TRA diffractometer (Thermo-Fisher Scientific, Switzerland) using a diffractometric method for registering x-rays. To perform X-ray phase analysis, we used the Crystallographica Search-Match 3.10 program and ICDD PDF-2 reference X-ray database (2010). The quantitative phase composition and instrumental broadening of the lines were determined using the SIROQUANT V3 quantitative X-ray diffraction analysis program. The microhardness of the surfacing material was evaluated on an HP Mikromat instrument (Hegewald & Peschke, Germany) at loads of 0.5; 0.3; 0.25 N. Loading time 10 s. To study the effect of temperature on the structure and material properties of the samples, annealing was performed in air for 2 hours at temperatures of 150, 200, 250, and 300 ° С.

Данные исследований сведены в нижеприведенную Таблицу.Research data are summarized in the Table below.

Как следует из приведенных данных, заявленный технический результат достигается в заявленном диапазоне и не достигается за его пределами.As follows from the above data, the claimed technical result is achieved in the claimed range and is not achieved beyond.

Figure 00000002
Figure 00000002

Изложенное позволяет сделать вывод о том, что поставленная задача - обеспечение качественного изготовления и восстановления малоразмерных изделий и их конструктивных элементов поперечного размера в субмиллиметровом диапазоне (менее 1 мм) - решена, а заявленный технический результат - расширение технологических возможностей - достигнут.The foregoing allows us to conclude that the task - ensuring high-quality manufacturing and restoration of small-sized products and their structural elements of the transverse size in the submillimeter range (less than 1 mm) - has been solved, and the claimed technical result - the expansion of technological capabilities - has been achieved.

Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в независимом пункте формулы признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности неизвестных на дату приоритета из уровня техники необходимых признаков, достаточной для получения требуемого синергетического (сверхсуммарного) технического результата.The analysis of the claimed technical solution for compliance with the conditions of patentability showed that the characteristics indicated in the independent claim are interrelated with each other with the formation of a stable set of necessary attributes unknown at the priority date from the prior art sufficient to obtain the required synergistic (over-total) technical result.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed technical solution:

- способ, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для получения материальных объектов из порошков системы Al-Si с помощью коаксиальной лазерной наплавки и может быть использован в машиностроительных отраслях для изготовления и восстановления малоразмерных изделий и их конструктивных элементов, преимущественно, поперечного размера в субмиллиметровом диапазоне (менее 1 мм);- the method embodying the claimed technical solution, when implemented, is intended to obtain material objects from Al-Si system powders using coaxial laser surfacing and can be used in machine-building industries for the manufacture and restoration of small-sized products and their structural elements, mainly of transverse dimension submillimeter range (less than 1 mm);

- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке и/или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;- for the claimed method in the form described in the independent clause of the claims below, the possibility of its implementation using the means and methods described above and / or known from the prior art on the priority date is confirmed;

- способ, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.- the method embodying the claimed technical solution, when implemented, is able to ensure the achievement of the technical result perceived by the applicant.

Следовательно, заявленный способ соответствует требованиям условий патентоспособности «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.Therefore, the claimed method meets the requirements of the patentability conditions of "novelty", "inventive step" and "industrial applicability" under applicable law.

Claims (1)

Способ аддитивной обработки деталей из сплавов системы Al-Si, включающий послойную лазерную наплавку на поверхность детали порошкового материала из смеси кремния и алюминия с одновременной его подачей в зону обработки совместно с технологическим газом, отличающийся тем, что используют порошковый материал со средним диаметром частиц 30…40 мкм при концентрации частиц порошка в потоке технологического газа не более 0,275 г/мм3.The method of additive processing of parts from alloys of the Al-Si system, including layer-by-layer laser cladding on the surface of a part of a powder material of a mixture of silicon and aluminum with its simultaneous supply to the treatment zone together with the process gas, characterized in that they use powder material with an average particle diameter of 30 ... 40 microns at a concentration of powder particles in the process gas stream of not more than 0.275 g / mm 3 .
RU2016105791A 2016-02-19 2016-02-19 ADDITIVE PROCESSING METHOD FOR PARTS OF Al-Si. SYSTEM ALLOYS RU2620841C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016105791A RU2620841C1 (en) 2016-02-19 2016-02-19 ADDITIVE PROCESSING METHOD FOR PARTS OF Al-Si. SYSTEM ALLOYS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016105791A RU2620841C1 (en) 2016-02-19 2016-02-19 ADDITIVE PROCESSING METHOD FOR PARTS OF Al-Si. SYSTEM ALLOYS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2620841C1 true RU2620841C1 (en) 2017-05-30

Family

ID=59032343

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016105791A RU2620841C1 (en) 2016-02-19 2016-02-19 ADDITIVE PROCESSING METHOD FOR PARTS OF Al-Si. SYSTEM ALLOYS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2620841C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2704358C1 (en) * 2018-12-26 2019-10-28 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)" Method of making volumetric micro-dimensional nanoparticle structures and device for its implementation
RU2728450C1 (en) * 2019-09-30 2020-07-29 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" Method of obtaining parts from aluminum alloys by selective laser fusion
RU2730008C1 (en) * 2019-12-23 2020-08-14 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)" Method of producing volumetric micro-dimensional nanoparticle structures
RU2739892C1 (en) * 2017-10-20 2020-12-29 Арселормиттал Method of producing sheet steel with pre-applied coating and corresponding sheet

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005026069A1 (en) * 2003-09-05 2005-03-24 3M Innovative Properties Company Methods of making alumina-silica glasses or glass-ceramics
RU2007124232A (en) * 2007-06-27 2009-01-10 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие"Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км"Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") (Ru) METHOD FOR LASER FUSION OF HIGH-NICKEL ALLOYS ON ALUMINUM BRONZE
RU2008121939A (en) * 2005-10-31 2009-12-10 Праксэйр С.Т. Текнолоджи, Инк. (Us) CERAMIC POWDERS AND COATINGS CREATING A HEAT BARRIER
RU2011141951A (en) * 2011-10-18 2013-04-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) METHOD FOR PRODUCING COMPOSITE COATINGS BY COAXIL LASER FLOATING METHOD
WO2013152805A1 (en) * 2012-04-13 2013-10-17 European Space Agency Method and system for production and additive manufacturing of metals and alloys

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005026069A1 (en) * 2003-09-05 2005-03-24 3M Innovative Properties Company Methods of making alumina-silica glasses or glass-ceramics
RU2008121939A (en) * 2005-10-31 2009-12-10 Праксэйр С.Т. Текнолоджи, Инк. (Us) CERAMIC POWDERS AND COATINGS CREATING A HEAT BARRIER
RU2007124232A (en) * 2007-06-27 2009-01-10 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие"Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км"Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") (Ru) METHOD FOR LASER FUSION OF HIGH-NICKEL ALLOYS ON ALUMINUM BRONZE
RU2011141951A (en) * 2011-10-18 2013-04-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) METHOD FOR PRODUCING COMPOSITE COATINGS BY COAXIL LASER FLOATING METHOD
WO2013152805A1 (en) * 2012-04-13 2013-10-17 European Space Agency Method and system for production and additive manufacturing of metals and alloys

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Mazumber J., Dutta, D., Kikuchi, N., Ghosh, A. Closed loop direct metal deposition: art to part // Optics and Laser in Engineering, 2000, N34, P.397-414. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2739892C1 (en) * 2017-10-20 2020-12-29 Арселормиттал Method of producing sheet steel with pre-applied coating and corresponding sheet
US11786993B2 (en) 2017-10-20 2023-10-17 Arcelormittal Method for producing a precoated steel sheet and associated sheet
RU2704358C1 (en) * 2018-12-26 2019-10-28 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)" Method of making volumetric micro-dimensional nanoparticle structures and device for its implementation
RU2728450C1 (en) * 2019-09-30 2020-07-29 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" Method of obtaining parts from aluminum alloys by selective laser fusion
RU2730008C1 (en) * 2019-12-23 2020-08-14 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)" Method of producing volumetric micro-dimensional nanoparticle structures

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2620841C1 (en) ADDITIVE PROCESSING METHOD FOR PARTS OF Al-Si. SYSTEM ALLOYS
Zhu et al. Microstructure evolution and layer bands of laser melting deposition Ti–6.5 Al–3.5 Mo–1.5 Zr–0.3 Si titanium alloy
Sun et al. Selective laser melting of titanium parts: Influence of laser process parameters on macro-and microstructures and tensile property
Nie et al. Analysis of processing parameters and characteristics of selective laser melted high strength Al-Cu-Mg alloys: From single tracks to cubic samples
Mereddy et al. Grain refinement of wire arc additively manufactured titanium by the addition of silicon
Wang et al. Scanning speed effect on mechanical properties of Ti-6Al-4V alloy processed by electron beam additive manufacturing
JP7066884B2 (en) Method for producing nanocrystal articles using additive manufacturing
Qi et al. The influence of the pre-placed powder layers on the morphology, microscopic characteristics and microhardness of Ti-6Al-4V/WC MMC coatings during laser cladding
Rafi et al. Microstructure and mechanical behavior of 17-4 precipitation hardenable steel processed by selective laser melting
Wang et al. Microstructure and mechanical properties of wire and arc additive manufactured Ti-6Al-4V
Rosenthal et al. Microstructure and mechanical properties of AlSi10Mg parts produced by the laser beam additive manufacturing (AM) technology
Guo et al. Effects of scanning parameters on material deposition during Electron Beam Selective Melting of Ti-6Al-4V powder
Wu et al. Near net shape manufacturing of components using direct laser fabrication technology
Wang et al. Effect of support structures on Ti-6Al-4V overhang parts fabricated by powder bed fusion electron beam additive manufacturing
Ma et al. Effects of wire feed conditions on in situ alloying and additive layer manufacturing of titanium aluminides using gas tungsten arc welding
Yadroitsava et al. Peculiarities of single track formation from Ti6AL4V alloy at different laser power densities by selective laser melting
Zhong et al. Microstructures and tensile properties of Inconel 718 formed by high deposition-rate laser metal deposition
Ravi et al. Microstructural control in a Ti-based alloy by changing laser processing mode and power during direct laser deposition
Hussain et al. Development of TiN particulates reinforced SS316 based metal matrix composite by direct metal laser sintering technique and its characterization
Yao et al. Microstructure and mechanical properties of Ti-6Al-4V components fabricated by laser micro cladding deposition
Sreekanth et al. Influence of laser-directed energy deposition process parameters and thermal post-treatments on Nb-rich secondary phases in single-track Alloy 718 specimens
Simchi et al. Densification and microstructural evolution during laser sintering of A356/SiC composite powders
Saprykina et al. Formation of surface layer of cobalt chrome molybdenum powder products with differentiation of laser sintering modes
Saprykina et al. Influence of layer-by-layer laser sintering conditions on the quality of sintered surface layer of products
Gong et al. Microstructural analysis and nanoindentation characterization of TI-6AL-4V parts from electron beam additive manufacturing

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210220