RU2688969C2 - Способ получения полых покрытий при газопорошковой лазерной наплавке со сканированием излучения - Google Patents
Способ получения полых покрытий при газопорошковой лазерной наплавке со сканированием излучения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2688969C2 RU2688969C2 RU2017105436A RU2017105436A RU2688969C2 RU 2688969 C2 RU2688969 C2 RU 2688969C2 RU 2017105436 A RU2017105436 A RU 2017105436A RU 2017105436 A RU2017105436 A RU 2017105436A RU 2688969 C2 RU2688969 C2 RU 2688969C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filler
- surfacing
- layer
- substrate
- laser
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
Abstract
Изобретение относится к способу послойной лазерной наплавки порошковых материалов на поверхность металлической заготовки, к способам аддитивных технологий для создания поверхностных покрытий с полостями. Способ включает сканирование лазерного луча по подложке, подачу присадочного порошка в ванну расплава и плавление его с получением слоя наплавленного материала. Наплавку каждого последующего слоя проводят перпендикулярно направлению предыдущего слоя, при этом формирующий полости наполнитель укладывают параллельно направлению движения при наплавке. Технический результат изобретения заключается в получении наплавленного покрытия с полостями за счет предварительного нанесения формирующего наполнителя в виде жгута или ленты из углеродного волокна на наплавляемую поверхность подложки (детали) в направлении движения с последующей лазерной наплавкой присадочного материала со сканированием излучения по прямой траектории перпендикулярно направлению движения и механического удаления наполнителя по окончании процесса. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к способам послойной лазерной наплавки порошковых материалов на поверхность металлической заготовки, к способам аддитивных технологий для создания полых поверхностных покрытий.
Из уровня техники известен способ изготовления полых металлических объектов с внутренними полостями сложной формы, которые используются для уменьшения веса и/или для более эффективного охлаждения поверхности (РФ 2210478 опубликован 20.08.2003).
Недостатком данного способа является применение вставок, формирующих внутренние каналы, с более низкой температурой плавления, чем материал покрытия и основы и невозможность использования метода для лазерной технологии нанесения покрытий.
Из уровня техники известен способ нанесения упрочняющего покрытия на металлические или металлсодержащие поверхности с использованием лазерного излучения со сканированием при изготовлении и восстановлении деталей машин и механизмов, работающих в особо сложных условиях повышенных нагрузок, вибраций, высоких температур и т.д. (РФ 2105826 опубликован 27.02.1998).
Недостатком данного способа является невозможность получения полого наплавленного покрытия за один проход при обработке поверхности.
Задачей изобретения является создание способа получения полых покрытий при газопорошковой лазерной наплавке со сканированием излучения, позволяющего в процессе обработки формировать в переходной зоне от основного материала подложки к наплавленному слою полый объем вдоль всего наплавленного слоя.
Технический результат, на который направлено изобретение, заключается в получении полого наплавленного покрытия за счет предварительного нанесения формирующего наполнителя в виде жгута или ленты из углеродного волокна на наплавляемую поверхность подложки (детали) в направлении движения с последующей лазерной наплавкой присадочного материала со сканированием излучения по прямой траектории перпендикулярно направлению движения и механического удаления наполнителя по окончании процесса.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 показана схема способа получения полых покрытий при газопорошковой лазерной наплавке со сканированием излучения, где наплавляемая поверхность подложки 1, формирующий наполнитель 2, сфокусированный лазерный луч 3, сканатор 4, газопорошковая смесь 5, коаксиальное сопло 6, наплавленный слой 7.
Способ получения полых покрытий при газопорошковой лазерной наплавке со сканированием излучения состоит в следующем: на наплавляемую поверхность подложки 1 с помощью клеевого или другого фиксирующего состава наносится формирующий наполнитель 2, в виде жгута из углеродного волокна. Сфокусированный лазерный луч 3 с помощью сканатора 4 сканируется перпендикулярно направлению перемещения наплавляемой поверхности подложки 1. Газопорошковая смесь 5, состоящая из присадочного материала и защитного газа подается через боковое сопло 6 или коаксиальное сопло в зону обработки. Таким образом, лазерный луч на наплавляемой поверхности 1 инициирует ванну расплава по обе стороны формирующего наполнителя 2, в которую вдувается порошковый присадочный материал. Порошковый материал плавится и после кристаллизации формирует наплавленный слой 7 в то время, пока зона обработки находится в области лазерного воздействия, луч многократно проходит, наращивая слой за слоем за каждый период. Таким образом, формирующий наполнитель 2, после образования покрытия занимает место в теле наплавленного слоя 7 в зоне перехода от основного материала подложки 1 к наплавленному слою 7. После окончания процесса формирования наплавленного слоя 7 формирующий наполнитель 2 удаляется из наплавленного слоя 7 механически, оставляя полый объем. В качестве формирующего наполнителя 2 выбирается материал с температурой плавления (испарения) выше температуры плавления подложки 1 и присадочного материала. Так для наплавки подложки из ст.45 сплавом Ni-Cr-B-Si в качестве формирующего наполнителя может быть использовано углеродное волокно.
При обработке больших поверхностей наплавку производят нанесением параллельных слоев с перекрытием 5-20%, в зависимости от формы наплавленного слоя (Фиг. 2).
При многослойной наплавке для получения покрытий значительной толщины формирующий наполнитель 2 фиксируется в зоны углубления между наплавленными слоями с последующей лазерной обработкой (Фиг. 3).
В зависимости от конструктивных особенностей обрабатываемой поверхности и при послойном нанесении нескольких покрытий (по толщине) наплавка последующего слоя может проводиться перпендикулярно или под углом направлению предыдущего слоя, следовательно, и формирующий наполнитель 2 должен быть уложен по направлению движения основы. По завершению обработки полые объемы будут находиться в каждом слое (Фиг. 4).
Сканирование лазерного луча производится по прямой, эллипсной или круговой траектории. Траектория сканирования определяется в зависимости от требований к наплавленному покрытию (формы, чистоты поверхности и т.д.).
Использование способа получения полых покрытий при газопорошковой лазерной наплавке со сканированием излучения позволит в процессе обработки формировать в переходной зоне от основного материала подложки к наплавленному слою полый объем вдоль всего наплавленного слоя.
Claims (9)
1. Способ газопорошковой лазерной наплавки многослойного покрытия, включающий сканирование лазерного луча по подложке, подачу присадочного порошка в ванну расплава и плавление его с получением слоя наплавленного материала, отличающийся тем, что получают наплавленное покрытие с полостями, при этом предварительно на наплавляемую поверхность подложки осуществляют нанесение формирующего полости наполнителя в виде жгута из углеродного волокна в направлении перемещения подложки, а последующую лазерную наплавку присадочного материала осуществляют со сканированием лазерного луча по прямой траектории перпендикулярно направлению перемещения, и по окончании наплавки наполнитель механически удаляют.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что наплавку каждого последующего слоя проводят перпендикулярно направлению предыдущего слоя, при этом формирующий полости наполнитель укладывают параллельно направлению движения при наплавке.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что наплавку последующего слоя осуществляют под углом к направлению предыдущего слоя.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при обработке больших поверхностей наплавку производят нанесением параллельных слоев с перекрытием 5-20%.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при многослойной наплавке для получения покрытий значительной толщины формирующий наполнитель фиксируют в зоны углубления между наплавленными слоями с последующей лазерной обработкой.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве формирующего полости наполнителя выбирают материал с температурой плавления выше температуры плавления подложки и присадочного материала.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве формирующего полости наполнителя используют ленту.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сканирование лазерного луча производят по эллипсной траектории.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сканирование лазерного луча производят по круговой траектории.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017105436A RU2688969C2 (ru) | 2017-02-21 | 2017-02-21 | Способ получения полых покрытий при газопорошковой лазерной наплавке со сканированием излучения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017105436A RU2688969C2 (ru) | 2017-02-21 | 2017-02-21 | Способ получения полых покрытий при газопорошковой лазерной наплавке со сканированием излучения |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2017105436A RU2017105436A (ru) | 2018-08-21 |
RU2017105436A3 RU2017105436A3 (ru) | 2019-04-18 |
RU2688969C2 true RU2688969C2 (ru) | 2019-05-23 |
Family
ID=63255405
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017105436A RU2688969C2 (ru) | 2017-02-21 | 2017-02-21 | Способ получения полых покрытий при газопорошковой лазерной наплавке со сканированием излучения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2688969C2 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2105826C1 (ru) * | 1995-05-19 | 1998-02-27 | Людмила Николаевна Димитриенко | Способ нанесения упрочняющего покрытия на металлические или металлосодержащие поверхности |
RU2210478C2 (ru) * | 1996-03-12 | 2003-08-20 | Юнайтед Текнолоджис Корпорейшн | Способ изготовления полых металлических объектов |
RU2388583C2 (ru) * | 2005-12-09 | 2010-05-10 | Кабусики Кайся Кобе Сейко Се | Способ изготовления плакированного материала и устройство для его изготовления |
US20150298263A1 (en) * | 2012-10-24 | 2015-10-22 | Liburdi Engineering Limited | Composite welding wire and method of manufacturing |
RU2606447C2 (ru) * | 2011-08-12 | 2017-01-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Покрытие с высокой короностойкостью, а также способ его получения |
RU2627824C2 (ru) * | 2013-01-31 | 2017-08-11 | Сименс Энерджи, Инк. | Нанесение суперсплава с применением порошкового флюса и металла |
-
2017
- 2017-02-21 RU RU2017105436A patent/RU2688969C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2105826C1 (ru) * | 1995-05-19 | 1998-02-27 | Людмила Николаевна Димитриенко | Способ нанесения упрочняющего покрытия на металлические или металлосодержащие поверхности |
RU2210478C2 (ru) * | 1996-03-12 | 2003-08-20 | Юнайтед Текнолоджис Корпорейшн | Способ изготовления полых металлических объектов |
RU2388583C2 (ru) * | 2005-12-09 | 2010-05-10 | Кабусики Кайся Кобе Сейко Се | Способ изготовления плакированного материала и устройство для его изготовления |
RU2606447C2 (ru) * | 2011-08-12 | 2017-01-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Покрытие с высокой короностойкостью, а также способ его получения |
US20150298263A1 (en) * | 2012-10-24 | 2015-10-22 | Liburdi Engineering Limited | Composite welding wire and method of manufacturing |
RU2627824C2 (ru) * | 2013-01-31 | 2017-08-11 | Сименс Энерджи, Инк. | Нанесение суперсплава с применением порошкового флюса и металла |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2017105436A3 (ru) | 2019-04-18 |
RU2017105436A (ru) | 2018-08-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Dilberoglu et al. | Current trends and research opportunities in hybrid additive manufacturing | |
US9278483B2 (en) | Additive layer fabrication method | |
EP2424706B1 (en) | Additive layer fabrication method | |
Wang et al. | Theoretical and experimental study on surface roughness of 316L stainless steel metal parts obtained through selective laser melting | |
CN105537770B (zh) | 利用交叉双激光束的铝合金的激光传导方式焊接 | |
JP7170142B2 (ja) | 3d金属印刷方法およびかかる方法のための装置 | |
Zhang et al. | Influences of processing parameters on dilution ratio of laser cladding layer during laser metal deposition shaping | |
JP2011122213A (ja) | コールドスプレーによる皮膜形成方法及びコールドスプレー装置 | |
RU2664844C1 (ru) | Способ аддитивного изготовления трехмерной детали | |
Arregui et al. | Study of the geometrical limitations associated to the metallic part manufacturing by the LMD process | |
CZ301527B6 (cs) | Zpusob povrchového legování válcovité, cástecne válcovité nebo duté válcovité konstrukcní soucásti | |
EP2246143A1 (en) | Additive layer fabrication method | |
Wang et al. | A fundamental investigation on three–dimensional laser material deposition of AISI316L stainless steel | |
Filippov et al. | On the problem of formation of articles with specified properties by the method of electron beam freeform fabrication | |
EP2246145A1 (en) | Additive layer fabrication method | |
RU2688969C2 (ru) | Способ получения полых покрытий при газопорошковой лазерной наплавке со сканированием излучения | |
KR20200006277A (ko) | 3d 프린터를 이용한 형상 적응형 냉각 채널이 형성된 몰드 및 그 제조 방법 | |
US20220395906A1 (en) | Laser treatment systems and methods for in-situ laser shock peening (lsp) treatment of parts during production thereof by a selective laser sintering or melting (sls/slm) process, and additive manufacturing systems and methods implementing the same | |
Brockmann et al. | Strategies for high deposition rate additive manufacturing by laser metal deposition | |
RU2645631C1 (ru) | Способ нанесения покрытия на образец (варианты) и устройство для его осуществления (варианты) | |
US20210260701A1 (en) | Additive manufacturing with rotatable deposition head | |
EP3334558B1 (de) | Verfahren zum laserauftragsschweissen | |
JP6736611B2 (ja) | 付加製造方法および関連した部品 | |
RU2725465C2 (ru) | 3d принтер | |
JP7133798B2 (ja) | 粉末溶融による線材の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190619 |