Способ армирования металлического покрытия при послойном лазерном синтезе

Изобретение относится к способу армирования металлического покрытия при послойном лазерном синтезе. Техническим результатом изобретения является получение наплавленного покрытия с анизотропными свойствами. Предварительно наносят армирующий наполнитель в виде нитей на наплавляемую поверхность подложки с последующей лазерной наплавкой присадочного материала. При этом нити армирующего наполнителя укладывают с шагом, равным 15-20 диаметров используемой нити, а ширину сканирования лазерного луча устанавливают равной 50-100 диаметров нити армирующего наполнителя. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к способам послойной лазерной наплавки порошковых материалов на поверхность металлической заготовки, к способам аддитивных технологий для создания анизотропных композитных материалов.

Из уровня техники известен способ формирования дискретного износостойкого покрытия на детали для лазерной наплавки (RU 2562584 С1 от 22.07.2014).

Недостатком данного способа является получение наплавленного изотропного покрытия, в котором его свойства одинаковы во всех направлениях.

Задачей изобретения является создание способа послойного лазерного синтеза, позволяющего осуществлять возможность регулирования анизотропии упругих и прочностных свойств при заданной схеме нагрузок и благодаря известному расположению армирующего наполнителя, получить анизотропные структуры, обладающие желаемыми механическими характеристиками в любом направлении с возможностью усиления особо нагруженных участков.

Технический результат, на который направлено изобретение, заключается в получении наплавленного покрытия с анизотропными свойствами за счет предварительного нанесения армирующего наполнителя в виде нитей или сетки на наплавляемую поверхность подложки (детали) с последующей лазерной наплавкой присадочного материала со сканированием излучения.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг, 1 показана схема способа армирования покрытия при газопорошковой лазерной наплавке, где наплавляемая поверхность подложки 1, армирующий наполнитель 2, сфокусированный лазерный луч 3, газопорошковая смесь 4, коаксиальное сопло 5, наплавленный слой 6.

Способ армирования металлического покрытия при послойном лазерном синтезе состоит в следующем: на наплавляемую поверхность подложки 1 с помощью клеевого или другого фиксирующего состава наносится армирующий наполнитель 2, в виде отдельных нитей или сетки. Сфокусированный лазерный луч 3 сканируется перпендикулярно направлению перемещения наплавляемой поверхности подложки 1. Газопорошковая смесь 4, состоящая из присадочного материала и защитного газа подается через коаксиальное сопло 5 в зону обработки. Таким образом, лазерный луч на наплавляемой поверхности 1 через промежутки между нитями армирующего наполнителя 2 инициирует ванну расплава, в которую вдувается порошковый присадочный материал. Порошковый материал плавится и после кристаллизации формирует наплавленный слой 6 в то время, пока зона обработки находится в области лазерного воздействия, луч многократно проходит, наращивая слой за слоем за каждый период. Таким образом, армирующий наполнитель 2, после образования покрытия занимает место в теле наплавленного слоя 6 в зоне перехода от основного материала подложки 1 к наплавленному слою 6.

Ширина сканирования лазерного луча устанавливается из расчета 50-100 диаметра нити армирующего наполнителя 2.

Ориентация армирующего наполнителя 2 выбирается в зависимости от направления усиления особо нагруженных участков наплавляемого покрытия и может использоваться в виде нитей, укладываемых параллельно или перпендикулярно или под углом к направлению движения при наплавке. Нити армирующего наполнителя 2 укладываются с шагом равным 15-20 диаметров используемой нити. Армирующий наполнитель может покрываться слоем вещества, имеющего более высокую адгезию к наплавляемому покрытию, чем его материал.

В качестве армирующего 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.

Вместо коаксиального сопла 5 может быть использовано боковое сопло.

Использование способа армирования металлического покрытия при послойном лазерном синтезе позволит осуществлять возможность регулирования анизотропии упругих и прочностных свойств при заданной схеме нагрузок, благодаря известному расположению армирующего наполнителя и получить анизотропные структуры, обладающие желаемыми механическими характеристиками в любом направлении с возможностью усиления особо нагруженных участков.

1. Способ армирования металлического покрытия при послойном лазерном синтезе, включающий наплавку лазерным лучом с подачей присадочного материала в ванну расплава посредством коаксиального сопла, плавление материала лазерным лучом и получение на подложке слоя наплавленного материала, отличающийся тем, что предварительно на наплавляемую поверхность подложки укладывают армирующий наполнитель в виде нитей с шагом, равным 15-20 диаметров нити, а последующую наплавку присадочного материала осуществляют путем сканирования лазерного луча с шириной сканирования, равной 50-100 диаметров нити армирующего наполнителя.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве армирующего наполнителя выбирают материал с температурой плавления или испарения выше температуры плавления подложки и присадочного материала

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что армирующий наполнитель укладывают параллельно направлению движения лазерного луча при наплавке.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что армирующий наполнитель укладывают перпендикулярно направлению движения лазерного луча при наплавке.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что армирующий наполнитель укладывают под углом к направлению движения лазерного луча при наплавке.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что армирующий наполнитель укладывают в виде сетки.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нить армирующего наполнителя покрывают слоем вещества, имеющего более высокую адгезию к наплавляемому покрытию.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к композиту и может быть использовано для внутренних материалов автомобилей, внутренних панелей в архитектуре или материалов для стен. Композит содержит покрытый формованный металлический материал, а также покрытие на поверхности формованного металлического материала и ткань, которая включает химическое волокно и соединяется с поверхностью покрытого формованного металлического материала.

Группа изобретений относится к композитной волокнистой панели, в частности для применения в дверных конструкциях иди сэндвич-панелях. Описана композитная волокнистая панель, сердцевина которой содержит от 20 до 70 мас.

Изобретение может быть использовано при изготовлении элементов жесткости и работающих на изгиб элементов из пластика, усиленного углеродными волокнами, для таких конструкций как самолет.

Изобретение относится к многослойным конструкционным материалам, в частности, для изготовления конструкционных элементов или кузовных деталей и касается многослойного металлического листа и способа его изготовления.

Изобретение относится к структуре или ламинату, в частности к электропроводящей поверхностной структуре или ламинату. Электропроводящий, продольно разрезанный(ая) ламинат или структура включает металлосодержащий проводящий слой, слой волокон и слой-подложку, приклеенный к внешней стороне ламината или структуры, причем слой-подложка представляет собой гибкий полимерный лист из поли-альфа-олефиновой пленки или пленки из поли-альфа-олефинового сополимера, где продольно разрезанный(ая) ламинат или структура образуют полосу, причем данная полоса обладает, по существу, прямоугольным поперечным сечением, определяющим ширину и толщину полосы, причем различие между максимальной шириной и минимальной шириной по длине полосы составляет менее 0,25 мм, в результате чего слой-подложка предотвращает деформацию проводящего слоя при продольном разрезании ламината или структуры для получения проводящей полосы.

Изобретение относится к области получения композиционных слоистых материалов и касается способа получения слоистого металлостеклопластика. В соответствии со способом укладывают по меньшей мере три металлических слоя, причем каждый слой состоит из отдельных уложенных по меньшей мере двух металлических листов встык.
Изобретение относится к технологии изготовления деталей из композиционных материалов в единичном производстве, в частности к контактному способу формирования изделий из стеклоткани.

Изобретение относится к авиастроительной промышленности, в частности к слоистым металлополимерным композиционным материалам, и касается композиционного слоистого материала с комплексной системой антикоррозионной защиты.

Изобретение относится к области создания многослойных полимерных пленочных покрытий для применения в составе изделий из полимерных композиционных материалов (ПКМ), в том числе, когда формирование полимерного покрытия и изделия из ПКМ происходит за один технологический цикл, а также для нанесения полимерных покрытий на металлические материалы, которые могут быть использованы в авиационной, машино-, авто-, судостроительной промышленности.

Изобретение относится к слоистым композиционным материалам для использования в авиационной и машиностроительной промышленности и касается способа соединения слоистого алюмостеклопластика.

Изобретение относится к области лазерной обработки материалов. Станок содержит раму, консольную балку, установленную на раме с возможностью перемещения посредством привода, и размещенную на консольной балке с возможностью перемещения вдоль нее посредством привода продольного перемещения каретку с лазерным обрабатывающим устройством.

Изобретение относится к способу сварки металлических листов. Способ основан на использовании матрицы, на которую укладывают первый свариваемый лист металла.

Изобретение относится к лазерной технике. Предложен способ маркировки поверхности механической детали предопределенной графикой, имеющей эффект голографического типа, характеризующийся использованием лазерного источника (14) для нанесения последовательности лазерных импульсов на наружную поверхность (10a) детали (10) для маркировки, с разными шаблонами (16), располагаемыми между лазерным источником и наружной поверхностью детали, при этом каждый шаблон содержит конкретный образ, а каждый лазерный импульс имеет плотность мощности по меньшей мере 20 МВт/см2 и длительность, меньшую или равную 100 нс.
Изобретение относится к способу комбинированной газолазерно-ультразвуковой резки листового металла и устройству для его осуществления (варианты). Технический результат состоит в повышении качества лазерного реза за счет уменьшения шероховатости при увеличении толщины листа и скорости резки.

Изобретение относится к получению функционально-градиентного материала на подложке методом прямого лазерного нанесения. Устройство содержит лазерный блок и акустический генератор.

Изобретение может быть использовано для лазерной очистки свариваемых поверхностей от нежелательных слоев и загрязнений, в частности для удаления ржавчины, окалины, нефтепродуктов с поверхности стальной сформованной трубной заготовки, толщиной от 8 до 45 мм.

Изобретение относится к лазерно-дуговой сварке плавящимся электродом в среде защитного газа стыкового соединения сформованной трубной заготовки из углеродистой стали большого диаметра от 530 до 1420 мм с толщиной стенок от 8 до 45 мм.

Изобретение относится к производству труб большого диаметра, в частности к сборочно-сварочному стану для производства труб. Стан содержит средство подачи трубной заготовки с транспортным рольгангом с продольной осью, проходящим через сборочно-сварочную клеть с радиально расположенными прижимными роликовыми балками, выполненными с возможностью обжатия трубной заготовки, перемещаемой по транспортному рольгангу, продольно ориентированный направляющий нож и тележку с роликами, вращающимися по внутренней поверхности трубной заготовки при перемещении тележки через сборочно-сварочную клеть.

Изобретение относится к лазерной резке изделий из хрупких неметаллических материалов, частично поглощающих лазерное излучение, и может быть использовано в авиационной, космической, автомобильной и других отраслях промышленности для резки крупногабаритных плоских и гнутых стеклоизделий сложной формы.

Данное изобретение касается устройства (1) для струйной обработки заготовки (5) и может быть использовано, например, в лазерных машинах. Устройство (1) для струйной обработки заготовки (5), в частности устройство для лазерной или жидкостной струйной обработки, включает станину (3), опору (4) для заготовки, удерживаемую станиной (3), и инструмент (2) струйной обработки, установленный на станине (3) и перемещающийся относительно опоры (4) для заготовки.

Изобретение относится к установке лазерной обработки для измельчения магнитных доменов текстурированного листа электротехнической стали путем настройки лазерного пучка, фокусируемого на текстурированный лист электротехнической стали и сканируемого в направлении сканирования (варианты). Установка выполнена с возможностью фокусирования линейно-поляризованного лазерного пучка на текстурированный лист электротехнической стали под уголом между направлением линейной поляризации света и направлением сканирования равным или больше 0° и меньше 45°. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к способу армирования металлического покрытия при послойном лазерном синтезе. Техническим результатом изобретения является получение наплавленного покрытия с анизотропными свойствами. Предварительно наносят армирующий наполнитель в виде нитей на наплавляемую поверхность подложки с последующей лазерной наплавкой присадочного материала. При этом нити армирующего наполнителя укладывают с шагом, равным 15-20 диаметров используемой нити, а ширину сканирования лазерного луча устанавливают равной 50-100 диаметров нити армирующего наполнителя. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх