一種鋁合金激光單道熔覆工藝方法
【專(zhuān)利摘要】一種鋁合金激光單道熔覆工藝方法，涉及一種鋁合金熔覆工藝方法，該方法利用鎳基金屬粉末結(jié)合3000瓦光纖激光設(shè)備，再以KUKA機(jī)器人作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，采用手工編程或自動(dòng)編程方式，通過(guò)輪廓控制方式進(jìn)行精確的軌跡插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，再結(jié)合四軸同軸送粉器的精確送粉量控制，通過(guò)調(diào)整送粉量、進(jìn)給速度、激光功率、氮保護(hù)氣流量、搭接率參數(shù)，利用優(yōu)化、合理工藝參數(shù)對(duì)零件或模具的二維或三維復(fù)雜或簡(jiǎn)單的磨破損表面進(jìn)行單道激光熔覆修復(fù)；被修復(fù)零件或模具快速地達(dá)到再次使用性能要求，使原本報(bào)廢的零件或模具能夠發(fā)揮出比之前更佳的性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種鋁合金激光單道熔覆工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋁合金熔覆工藝方法，特別是涉及一種鋁合金激光單道熔覆工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光熔覆技術(shù)已在日本和美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的工業(yè)中得以廣泛應(yīng)用，特別市在汽車(chē)和航空航天領(lǐng)域，已建立了成熟的工業(yè)生產(chǎn)線。
[0003]有密度小、比強(qiáng)度大、耐蝕性和成型性好等一系列優(yōu)點(diǎn)，在汽車(chē)、船舶、航空航天等制造業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。但是，鋁合金也存在諸多問(wèn)題，如表面硬度低、耐磨性差等。在很大程度上限制了其應(yīng)用范圍。針對(duì)鋁合金表面進(jìn)行激光熔覆是改善鋁合金性能的有效方法，其特點(diǎn)是冷卻速度極快、熔覆層組織細(xì)小、試件表面硬度及耐磨性提高I倍以上，且熔覆層變形小、熱影響區(qū)窄，與其他傳 統(tǒng)改性方法相比，改性層厚而致密，與基體間呈冶金結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度高。當(dāng)前，這種再制造技術(shù)應(yīng)用到鋁合金材料的零件或模具方面，其材料成本、加工成本、研制周期等各方面無(wú)疑具有巨大優(yōu)勢(shì)。我國(guó)的航天航空和汽車(chē)工業(yè)正處于發(fā)展階段，尤其是汽車(chē)有著廣闊的市場(chǎng)，鋁合金的應(yīng)用必將越來(lái)越廣泛。因此。鋁合金激光熔覆技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用有著巨大的潛力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種鋁合金激光單道熔覆工藝方法，該方法利用優(yōu)化合理工藝參數(shù)和方法對(duì)零件破損表面進(jìn)行單道激光熔覆修復(fù)，被修復(fù)零件或模具快速地達(dá)到再次使用性能要求，使原本報(bào)廢的零件或模具能夠發(fā)揮出比之前更佳的性能。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種鋁合金激光單道熔覆工藝方法，該方法利用鎳基金屬粉末結(jié)合3000瓦光纖激光設(shè)備，再以KUKA機(jī)器人作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，采用手工編程或自動(dòng)編程方式，通過(guò)輪廓控制方式進(jìn)行精確的軌跡插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，再結(jié)合四軸同軸送粉器的精確送粉量控制，通過(guò)調(diào)整送粉量、進(jìn)給速度、激光功率、氮保護(hù)氣流量、搭接率參數(shù)，利用優(yōu)化、合理工藝參數(shù)對(duì)零件或模具的二維或三維復(fù)雜或簡(jiǎn)單的磨破損表面進(jìn)行單道激光熔覆修復(fù)；
其步驟如下:
選取鋁合金板材為基底材料，成分如表1 ;為提高鋁合金表面對(duì)激光能量的吸收，在激光熔覆前，對(duì)試樣表面進(jìn)行打磨處理以去除氧化膜；熔覆材料為球形粉末，顆粒直徑為50~100微米，主要成分為Fe，具體成分如表1 ;
表1鋁合金基體與熔覆粉末成分表w
【權(quán)利要求】
1.一種鋁合金激光單道熔覆工藝方法，其特征在于，該方法利用鎳基金屬粉末結(jié)合3000瓦光纖激光設(shè)備，再以KUKA機(jī)器人作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，采用手工編程或自動(dòng)編程方式，通過(guò)輪廓控制方式進(jìn)行精確的軌跡插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，再結(jié)合四軸同軸送粉器的精確送粉量控制，通過(guò)調(diào)整送粉量、進(jìn)給速度、激光功率、氮保護(hù)氣流量、搭接率參數(shù)，利用優(yōu)化、合理工藝參數(shù)對(duì)零件或模具的二維或三維復(fù)雜或簡(jiǎn)單的磨破損表面進(jìn)行單道激光熔覆修復(fù)； 其步驟如下: 選取鋁合金板材為基底材料，成分如表1 ;為提高鋁合金表面對(duì)激光能量的吸收，在激光熔覆前，對(duì)試樣表面進(jìn)行打磨處理以去除氧化膜；熔覆材料為球形粉末，顆粒直徑為50~100微米，主要成分為Fe，具體成分如表1 ; 表1鋁合金基體與熔覆粉末成分表
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁合金激光單道熔覆工藝方法，其特征在于，所述工藝參數(shù):熔覆頭與基體間的距離:12mm ;同軸送粉器載氣流量:200L/h ;熔覆頭中心回轉(zhuǎn)中心線相對(duì)垂直平面偏轉(zhuǎn)角度:3度；光斑直徑:2 mm ;熔覆方式:單道熔覆；進(jìn)給路徑軌跡規(guī)劃:直線往復(fù)；激光功率、送粉電壓、掃描速度采用正交實(shí)驗(yàn)法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁合金激光單道熔覆工藝方法，其特征在于，所述優(yōu)化工藝參數(shù)是:激光功率選擇650W ；掃描速度為lmm/S ;送粉電壓為10V。
【文檔編號(hào)】C23C24/10GK104032300SQ201410165900
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月24日
【發(fā)明者】張德強(qiáng), 李金華, 孟小鑫, 牛興林 申請(qǐng)人:遼寧工業(yè)大學(xué)