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具有表面納米層和內(nèi)置骨架的雙金屬復(fù)合棒材及制備方法

文檔序號:40390194發(fā)布日期:2024-12-20 12:13閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種具有表面納米層和內(nèi)置骨架的雙金屬復(fù)合棒材的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,步驟(1)中的不銹鋼粉末為304l不銹鋼粉末,粉末的顆粒尺寸范圍為16-52μm;鋁合金為6061鋁合金。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,步驟(2)構(gòu)建的內(nèi)置多孔骨架的不銹鋼棒狀模型的結(jié)構(gòu)為:頂部帶有澆口杯,外殼呈管道形狀,內(nèi)部支撐為基于泰森多邊形voronoi結(jié)構(gòu)的隨機多孔骨架結(jié)構(gòu),通過調(diào)節(jié)平均孔徑d和孔隙率p兩個參數(shù)來控制模型整體結(jié)構(gòu),其中d參數(shù)范圍為1-3mm,p參數(shù)范圍為60-80%,整體呈圓棒形。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于,步驟(3)中選區(qū)激光熔化采用的工藝參數(shù)為:激光功率為170-260w,掃描速度為750-850mm/s,掃描間距為100μm,采用交叉疊加方式進行激光掃描,層與層之間夾角為67°。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,步驟(3)在選區(qū)激光熔化slm的成型過程中工作艙內(nèi)充滿氮氣。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于,步驟(4)具體為:使用電磁感應(yīng)加熱爐對6061鋁合金熔煉,熔煉溫度570-680℃,加熱過程中向合金添加精煉劑除渣,完成后令合金保溫在熔煉溫度,準備澆鑄。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,步驟(5)鋁合金溶液通過錐形澆口杯流入骨架孔隙中,鋁合金和不銹鋼骨架穩(wěn)固結(jié)合,至此,形成初始不銹鋼-鋁合金復(fù)合棒材。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其特征在于,步驟(7)對初始不銹鋼-鋁合金復(fù)合棒材加熱保溫,溫度為鋁合金熔點的80%,保溫時間8-10min,保溫后進行單次壓下量為5%,總變形量為20-50%的旋鍛,形成長成復(fù)合棒材。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法,其特征在于,步驟(8)中碾磨壓頭為直徑14mm的wc/co球體,復(fù)合棒旋轉(zhuǎn)速度v1為140-160r/min,壓頭運動速度v2為4-6mm/min,單次壓入深度為20-50μm,加工5道次,總壓入量100-250μm;最終得到內(nèi)置骨架且具有均勻的表面納米晶層和芯部粗晶的不銹鋼-鋁合金復(fù)合棒。

10.一種具有表面納米層和內(nèi)置骨架的雙金屬復(fù)合棒材,其特征在于,采用權(quán)利要求1-9任一項所述的方法制備。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明為一種具有表面納米層和內(nèi)置骨架的雙金屬復(fù)合棒材及制備方法。包括如下步驟:(1)準備不銹鋼粉末和鋁合金;(2)構(gòu)建內(nèi)置多孔骨架的不銹鋼棒狀模型;(3)采用選區(qū)激光熔化SLM成型模型,得到內(nèi)置多孔骨架的不銹鋼棒材;(4)熔化鋁合金;(5)將不銹鋼棒材加熱,再將鋁合金溶液澆鑄到骨架孔隙中,得到初始復(fù)合棒材;(6)使用線切割切去復(fù)合棒材頂端帶有澆口杯部分;(7)對步驟(6)中得到的復(fù)合棒材加熱保溫后進行旋鍛,得到拉長復(fù)合棒材;(8)對拉長復(fù)合棒材進行表面機械碾磨,最終得到擁有表面納米層和內(nèi)置不銹鋼骨架的金屬復(fù)合棒材。本發(fā)明將3D打印、鑄造、旋轉(zhuǎn)鍛造、表面機械碾磨技術(shù)結(jié)合在一起,最終制備出強度塑性相匹配的金屬復(fù)合材料棒材。

技術(shù)研發(fā)人員:曹陽,楊媛媛,趙永好,劉潤昌,李政濠
受保護的技術(shù)使用者:南京理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2024/12/19
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