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专利号: 2020108902894
申请人: 沈阳工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-08
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种激光增材制造高性能梯度合金钢材料的方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤一、配置两种粉料:配置的两种粉料分别为12CrNi2低合金钢粉料和耐磨蚀不锈钢粉料;

步骤二、将两种粉料分别按照不同比例混合成5个梯度所需合金粉料:梯度1粉料为

100%的12CrNi2低合金钢粉料,梯度2粉料为75%的12CrNi2低合金钢粉料+25%的耐磨蚀不锈钢粉料,梯度3粉料为50%的12CrNi2低合金钢粉料+50%的耐磨蚀不锈钢粉料,梯度4粉料为

25%的12CrNi2低合金钢粉料+75%的耐磨蚀不锈钢粉料、梯度5粉料为100%的耐磨蚀不锈钢粉料;

步骤三、对基材进行预处理:基材为12CrNi2低合金钢板材,经表面打磨、除锈去油后,用酒精清洗备用;

步骤四、同步送粉激光熔化沉积:惰性气体保护下,在基材表面连续逐层激光扫描熔化沉积梯度1粉料、梯度2粉料、梯度3粉料、梯度4和梯度5粉料,经过多层扫描熔化沉积形成3维立体梯度合金钢材料;

所述12CrNi2低合金钢粉料各元素质量分数为:C:0.10‑0.17%、Cr:0.60‑1.20%、Ni:

1.50‑2.10%、Mn:0.30‑0.60%、Si:0.17‑0.37%、微量元素≤0.5%、余量为Fe;所述耐磨蚀不锈钢粉料各元素质量分数为:C:0.16‑0.18%、Cr:15.00‑16.5%、Ni:1.75%、Mo:0.91‑1.00%、Mn:

0.45‑0.50%、Si:1.04‑1.15%、B:1.14‑1.25%、微量元素≤0.5%、余量为Fe;

本激光增材制造高性能梯度合金钢材料用于核电应急柴油发电机凸轮轴表面传统渗碳工艺。

2.根据权利要求1所述的激光增材制造高性能梯度合金钢材料的方法,其特征在于:所述梯度2、梯度3、梯度4和梯度5粉料熔化沉积层厚度为1.8mm。

3.根据权利要求1所述的激光增材制造高性能梯度合金钢材料的方法,其特征在于:所述步骤二中,分别在5个粉罐中混合成5个梯度所需合金粉料,混合完成后在90‑100℃下烘干10‑12小时。

4.根据权利要求1所述的激光增材制造高性能梯度合金钢材料的方法,其特征在于:所述步骤四中,激光功率2100‑2300W,扫描速度7‑9mm/s,离焦量3‑4mm,搭接率30%‑50%,送粉率10‑12g/min,多通道送粉半导体激光器连续逐层扫描熔化沉积。

5.根据权利要求4所述的激光增材制造高性能梯度合金钢材料的方法,其特征在于:所述的连续逐层扫描为单层平行往复连续逐层扫描。

6.根据权利要求1所述的激光增材制造高性能梯度合金钢材料的方法,其特征在于:所述惰性气体为氩气。

7.根据权利要求1所述的激光增材制造高性能梯度合金钢材料的方法,其特征在于:所述步骤三中,基材材料采用砂轮除锈,再用60#‑480#砂纸对其表面打磨处理,用丙酮去油污,最后用酒精冲洗干净,吹干备用。

8.根据权利要求1所述的激光增材制造高性能梯度合金钢材料的方法,其特征在于:每一梯度熔化沉积完成后,送粉器的粉罐自动切换为下一梯度合金粉料。