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铜合金表面耐磨导电陶瓷金属熔覆涂层的制备方法
发明专利权授予专利号: CN114807818A
申请人: 中北大学
发明人: 李玉新; 赵学智; 李日榜; 白培康; 段瑞斌; 赵占勇; 魏守征
申请日期: 2022-05-17
公开日期: 2022-07-29
IPC分类:
C23C4/129
摘要:
本发明涉及一种铜合金表面耐磨导电陶瓷金属熔覆涂层的制备方法,是以70~90wt.%Cu粉末、2~8wt.%Ni粉末、2~8wt.%Si粉末、5~15wt.%TiB2陶瓷粉末和0.1~0.5wt.%La粉末混合制成喷涂粉末,以火焰喷涂方式喷涂到铜合金基体表面形成涂层,再采用激光重熔方式对涂层进行重熔处理得到少或无气孔裂纹、组织致密、晶粒细小的熔覆涂层,最后对熔覆涂层进行人工时效处理,制备得到铜合金表面耐磨导电陶瓷金属熔覆涂层。本发明通过多重技术的结合,实现了熔覆涂层的良好致密性及TiB2在涂层中的均匀分布,获得了高硬度、高抗拉强度以及良好导电性的陶瓷金属熔覆涂层。
主权项:
1.一种铜合金表面耐磨导电陶瓷金属熔覆涂层的制备方法,是以70~90wt.% Cu粉末、2~8wt.% Ni粉末、2~8wt.% Si粉末、5~15wt.% TiB2陶瓷粉末和0.1~0.5wt.% La粉末混合制成喷涂粉末,采用火焰喷涂方式喷涂到铜合金基体表面形成涂层,再采用激光重熔方式对涂层进行重熔处理得到致密的熔覆涂层,最后对熔覆涂层进行人工时效处理,制备得到铜合金表面耐磨导电陶瓷金属熔覆涂层。
一种铌合金表面抗高温氧化涂层的制备方法
发明专利权授予专利号: CN114672805A
申请人: 中北大学
发明人: 李玉新;赵学智;田苗;白培康;段瑞斌;赵英虎;赵占勇;王建宏
申请日期: 2022-04-29
公开日期: 2024-01-30
IPC分类:
C23C24/10
摘要:
本发明涉及一种铌合金表面抗高温氧化涂层的制备方法,是以55wt%~60wt%的MoSi2粉、35wt%~45wt%的Al粉和5wt%~10wt%的Ce粉制备涂层熔覆用复合粉末,将涂层熔覆用复合粉末铺覆在铌合金基体材料表面,采用激光熔覆技术在铌合金基体材料表面形成熔覆涂层。本发明制备的铌合金表面抗高温氧化涂层与铌合金基体冶金结合,不仅硬度可以达到铌合金基体的近3倍,且在1200℃高温环境下的抗氧化性能也有显著提高。
主权项:
1.一种铌合金表面抗高温氧化涂层的制备方法,是以55wt%~60wt%的MoSi2粉、35wt%~45wt%的Al粉和5wt%~10wt%的Ce粉制备涂层熔覆用复合粉末,将涂层熔覆用复合粉末铺覆在铌合金基体材料表面,采用激光熔覆技术在铌合金基体材料表面形成熔覆涂层。
一种利用SLM制备B4C/17-4PH高强钢复合材料的方法
发明专利权授予专利号: CN114559053A
申请人: 中北大学
发明人: 赵占勇;王建斌;王少伟;白培康;张震;王利卿;李晓峰;王建宏
申请日期: 2022-01-25
公开日期: 2023-05-26
IPC分类:
B22F10/28
摘要:
本发明公开了一种利用SLM制备B4C/17?4PH高强钢复合材料的方法,包括以下步骤:(1)17?4PH高强钢粉末的预处理;(2)B4C粉末的预处理;(3)将预处理得到的17?4PH高强钢粉末以及B4C粉末混合、球磨,最终制备出B4C粉末在17?4PH粉末中均匀分布的混合粉末;(4)然后按照提前设置好的装粉模式进行装粉;(5)装粉结束后,进行SLM成型,打印出完整的B4C增强相均匀分布于基体中的B4C/17?4PH复合材料;(6)将SLM成型的B4C/17?4PH复合材料进行固溶时效处理,得到经SLM成形固溶时效处理后的B4C增强相均匀分布于基体中的B4C/17?4PH复合材料。与17?4PH高强钢相比复合材料的抗衰减性、抗腐蚀疲劳性能等综合性能得到大幅度提高,从而解决了我国在航空航天、军工、机械设备等领域的发展要求。
主权项:
1.一种利用SLM制备B4C/17-4PH高强钢复合材料的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:将17-4PH高强钢粉末均匀分布在十六烷基磺酸钠水溶液中进行超声清洗并伴随磁力搅拌处理,设置清洗温度为60℃,时间为2~4h,清洗静置10~30min后,再用单十二烷基磷酸酯三乙醇胺对其进行超声和磁力搅拌处理,设置处理清洗温度为60℃,时间为1~3h,然后过滤,最后在烘干,最终得到预处理后的17-4PH高强钢粉末;步骤二:将制备好的B4C粉末冷冻干燥后,然后均匀分布于超级烷醇酸胺中进行超声清洗并伴随磁力搅拌处理,设置清洗温度为60℃,时间为2~4h,清洗后静置10~30min后,再用脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺基琥珀酸单酯二钠盐水溶液中进行超声清洗伴随磁力搅拌处理,设置处理温度为60℃,时间为1~3h,再进行过滤处理,最后烘干,最终得到预处理后的B4C粉末;步骤三:将步骤一得到的17-4PH高强钢粉末以及步骤二得到的B4C粉末混合并搅拌均匀,再加入一定比例具有 耐冲击性能高强度快固化含有机硅氰基丙烯酸酯粘结剂,然后将混合粉末球磨处理,制备出B4C粉末在17-4PH粉末中均匀分布的混合粉末;步骤四:将步骤三制备B4C/17-4PH混合粉末作为SLM的原材料,装入供粉缸中,并设置B4C/17-4PH混合粉末每层的粉末厚度为30μm~50μm;步骤五:选区激光熔化成形复合材料时,刮刀先将顶层的B4C/17-4PH复合粉末置于成形缸中,高能激光按照切片规划路径熔化复合粉末,重复此操作模式直到最底层的30μm厚度B4C/17-4PH复合粉末成形结束,最终,制备出B4C增强相均匀分布于基体中的B4C/17-4PH复合材料;步骤六:将经SLM成型的B4C/17-4PH复合材料进行固溶时效处理,得到经SLM成形固溶时效处理后的B4C增强相均匀分布于基体中的B4C/17-4PH复合材料。
一种Ni3Al金属间化合物沉淀强化的高温轴承钢及其制备方法
发明专利权授予专利号: CN114214567A
申请人: 中北大学
发明人: 闫志杰;韩蔚然;高永亮;李猛;王睿;于志强;康燕;范婧;苗芳
申请日期: 2021-12-18
公开日期: 2022-09-30
IPC分类:
C21D8/06
摘要:
一种Ni3Al金属间化合物沉淀强化的高温轴承钢,属于钢铁冶炼技术领域,化学成分重量百分数为:C:0.15%~0.35%、Si:0.05~0.45%、Mn:0.15~0.45%、Cr:4.0~8.0%、Ni:4.0~8.0%、Al:1.2~4.8%、Mo:0.3~0.9%、V:0.3~0.9%、M:0.05~0.35%、P≤0.15%、S≤0.01%,余量Fe,其中合金元素Ni/Al=1.7~3.3,M为W、Zr、Nd、Co、Cu、B中1种或多种元素组成。经真空冶炼、真空电渣重熔冶炼、锻造或轧制、热处理等工艺制备出弥散分布的细小Ni3Al金属间化物沉淀强化的高温轴承钢。本发明制备的轴承钢经450~550℃回火后硬度不低于HRC 56,是制造高温、高速工况下工作的长寿命可靠轴承的理想材料。
主权项:
1.一种Ni3Al金属间化合物沉淀强化的高温轴承钢,其特征在于,化学成分重量百分数为:C:0.15%~0.35%、Si:0.05~0.45%、Mn:0.15~0.45%、Cr:4.0~8.0%、Ni:4.0~8.0%、Al:1.2~4.8%、Mo:0.3~0.9%、V:0.3~0.9%、M:0.05~0.35%、P≤0.15%、S≤0.01%,余量Fe。
减少高温服役下不锈钢表面熔覆涂层裂纹的方法
发明专利权授予专利号: CN114411145A
申请人: 中北大学
发明人: 李玉新;田苗;赵英虎;白培康;赵占勇;魏守征
申请日期: 2021-12-16
公开日期: 2024-04-19
IPC分类:
C22C19/05
摘要:
本发明公开了一种减少高温服役下不锈钢表面熔覆涂层裂纹的方法,是先在预热的不锈钢基体表面激光熔覆Ni625合金粉末形成过渡涂层,再次预热后,激光熔覆NiCoCrAlY合金粉末形成保护涂层,冷却后再于真空环境中加热至150~250℃进行真空低温回火处理。通过增加过渡涂层并对形成的熔覆涂层进行热处理,一方面可以释放和缓解涂层内部应力,抑制裂纹形成;另一方面可以通过减小温度梯度解决涂层的开裂倾向,同时还可以提高涂层的硬度和耐磨性,从而提高不锈钢的抗高温氧化和耐腐蚀性能,增加不锈钢的使用寿命。
主权项:
1.一种减少高温服役下不锈钢表面熔覆涂层裂纹的方法,是先在预热的不锈钢基体表面激光熔覆Ni625合金粉末形成过渡涂层,再次预热后激光熔覆NiCoCrAlY合金粉末形成保护涂层,冷却后再于真空环境中加热至150~250℃进行真空低温回火处理。
用于工程结构件的高强度Mg-Gd-Zn-Li镁合金制备方法
实质审查的生效专利号: CN114032406A
申请人: 中北大学
发明人: 赵宇宏;柳伟;张云涛;苏雨;王凯乐;陈利文;董瑞峰;侯华
申请日期: 2021-11-10
公开日期: 2022-02-11
IPC分类:
C22C23/00
摘要:
本发明属于有色金属热挤压成型加工技术领域,为一种用于工程结构件的高强度Mg?Gd?Zn?Li镁合金制备方法;该方法是先将熔化后的Mg?Gd?Zn镁合金中加入Li,之后升温至740?760℃进行依次进行精炼和浇注,得到Mg92?xGd3Zn1Lix镁合金,x=0,2,4,6,8;将Mg92?xGd3Zn1Lix镁合金进行固溶处理,固溶温度为500℃,固溶时间为40?50h;再将经过固溶处理的Mg92?xGd3Zn1Lix镁合金进行热挤压变形;本发明方法极大地细化了镁合金初始晶粒尺寸,进而提高了镁合金综合力学性能。
主权项:
1.用于工程结构件的高强度Mg-Gd-Zn-Li镁合金制备方法,其特征在于,包括以下步骤:a)在熔化后的Mg-Gd-Zn镁合金中加入Li,之后升温至740-760℃进行保温,然后依次进行精炼和浇注,得到原子百分比为Mg92-xGd3Zn1Lix的镁合金,x=0, 2, 4, 6, 8;所述Mg-Gd-Zn镁合金的加Li温度为670-690℃;b)将Mg92-xGd3Zn1Lix镁合金进行固溶处理,固溶温度为500 ℃,固溶时间为40-50h;c)将经过固溶处理的Mg92-xGd3Zn1Lix镁合金进行热挤压变形。
用于工程结构件的高强高韧Mg89Y4Zn2Li5变形镁合金制备方法
实质审查的生效专利号: CN114032407A
申请人: 中北大学
发明人: 柳伟;赵宇宏;王涛;张云涛;苏雨;陈利文;董瑞峰;侯华
申请日期: 2021-11-10
公开日期: 2022-02-11
IPC分类:
C22C23/06
摘要:
本发明属于有色金属热挤压成型加工技术领域;是一种用于工程结构件的高强高韧Mg89Y4Zn2Li5变形镁合金制备方法,该方法是先将熔化后的Mg?Y?Zn镁合金中加入Li,依次进行精炼和浇注,得到Mg89Y4Zn2Li5镁合金;将铸态Mg89Y4Zn2Li5镁合金进行固溶处理;将固溶态Mg89Y4Zn2Li5镁合金进行热挤压变形,挤压温度为350℃,挤压速度为6mm/min,挤压比为25/1;本发明通过大挤压比慢速挤压,制备出了一种新的高强韧Mg89Y4Zn2Li5合金,其抗压强度,屈服强度和断裂压缩率分别达到了632 MPa,430 MPa和20.2%。
主权项:
1.用于工程结构件的高强高韧Mg89Y4Zn2Li5变形镁合金制备方法,其特征在于,包括以下步骤:a)在熔化后温度为670-690℃的Mg-Y-Zn镁合金中加入Li,之后升温至740-760℃进行保温,然后依次进行精炼和浇注,得到原子百分比为Mg89Y4Zn2Li5的镁合金;b)将铸态Mg89Y4Zn2Li5镁合金进行固溶处理;c)将经过固溶处理得到的固溶态Mg89Y4Zn2Li5镁合金进行热挤压变形,挤压温度为350℃,挤压速度为6mm/min,挤压比为25/1。
一种机器人填丝激光熔覆缺陷快速定位修复方法与系统
实质审查的生效专利号: CN113927165A
申请人: 中北大学
发明人: 李志勇;陈汉;闫帅;任杰亮;石晓鹏
申请日期: 2021-10-20
公开日期: 2022-01-14
IPC分类:
B23K26/21
摘要:
本发明一种机器人填丝激光熔覆缺陷快速定位修复方法及系统,属于机器人填丝激光熔覆技术领域;解决了现有机器人激光熔覆复杂构件中装卡效率低、缺陷定位及匹配精度差、机器人行走路径规划困难等问题;本发明的结构光视觉装置固定于机器人手臂端部,并与工业计算机相连进行通讯,用于采集构件表面结构光投射图像信息,传输给工业计算机;工业计算机对图像信息进行实时处理获得缺陷位置信息,通过坐标转换得到机器人空间坐标,进而规划熔覆路径并生成运动G码;运动G码传送给机器人控制器,控制固定在机器人末端的激光熔覆头和填丝头移动,并实时控制送丝、气体保护、冷却水、激光使能,实现构件表面缺陷的自动修复。
主权项:
1.一种机器人填丝激光熔覆缺陷快速定位修复系统,其特征在于:包括机器人、结构光视觉装置、工业计算机,所述机器人手臂末端法兰盘上固定有激光熔覆头,所述激光熔覆头上同轴设置有结构光视觉装置,所述激光熔覆头的一侧设置有填丝头,用于侧向填丝进入熔池,其中填丝头与激光熔覆头呈一定角度固定,所述激光熔覆头、填丝头设置在构件上方,所述构件放置在工作台上;所述结构光视觉装置用于获取构件表面的结构光投射信息,通过数据线传输至工业计算机,工业计算机先通过数字图像处理算法获得缺陷位置信息,再通过坐标转换方法计算出缺陷的机器人空间坐标,进而规划熔覆路径并生成机器人运动控制程序,并将运动控制程序传输给机器人控制器,控制高功率激光发生器、填丝头、冷却水箱和保护气瓶的开关状态,实时控制送丝、气体保护、冷却水、激光使能,在工作台上实现构件表面缺陷的自动修复。
一种铝合金表面高性能熔覆涂层的制备方法
发明专利申请公布后的驳回专利号: CN113529073A
申请人: 中北大学
发明人: 刘和平;杨恒喆;张森铭;郭支明;孙凤儿
申请日期: 2021-07-26
公开日期: 2021-10-22
IPC分类:
C23C24/10
摘要:
本发明涉及铝合金表面改性技术,具体是一种铝合金表面高性能熔覆涂层的制备方法;步骤包括:通过将一定质量分数的Ni60、SiC和La?O3进行球磨制备熔覆粉末;将球磨后的混合粉末调制成糊状并涂覆在铝合金表面烘干,将涂覆层冷压成预制块,对预制块进行感应熔覆,将熔覆后的试件进行保温时效静置处理,之后将其静置于室温状态的空气中;本发明解决了铝合金基体与熔覆层界面结合的问题,使得过渡区域生成多态显微组织;提高铝合金构件的使用寿命,适应恶劣的环境。
主权项:
1.一种铝合金表面高性能熔覆涂层的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:a)制备熔覆粉末:以质量分数计将90~97%的Ni60、1~3%的SiC和3~7%的La2O3进行球磨;b)将球磨后的混合粉末加入粘结剂调制成糊状,并均匀地涂覆在铝合金表面并烘干;c)将涂覆层冷压成预制块,其中冷压压力为30~60MPa,保压时间为20~40min;d)对预制块进行感应熔覆,熔覆距离保持在2~5cm,温度在600~650℃;熔覆电流为260~350A,移动速度为1.5~4.0mm/s;e)将熔覆后的试件进行保温时效静置处理,温度保持在200~300℃之间,时效处理5~20min,之后将其静置于室温状态的空气中。
一种Ti-Al3Ti金属间化合物叠层复合板制备方法
发明专利权授予专利号: CN113458400A
申请人: 中北大学
发明人: 原梅妮;梁广;王洪林;马健;王玺栋;魏泽源;苗雨中;任晓森
申请日期: 2021-07-23
公开日期: 2023-05-05
IPC分类:
B22F9/04
摘要:
本发明涉及叠层复合板,特别涉及一种Ti?Al3Ti金属间化合物叠层复合板,具体为一种Ti?Al3Ti金属间化合物叠层复合板制备方法。本发明为了解决现有的Ti?Al3Ti金属间化合物叠层复合板在其界面处力学性能突变问题,提供了一种新的Ti?Al3Ti金属间化合物叠层复合板制备方法,将Ti3AlC2引入传统Ti?Al3Ti金属间化合物叠层复合板的界面层,经过热压烧结,Ti、Al之间互相扩散,最终在Ti与Al3Ti界面处形成含有Ti3AlC2/Al3Ti相的过渡界面层,从而解决其界面处的力学性能突变的问题,而且本发明所述制备过程工艺简单易行,适于商业化生产。
主权项:
1.一种Ti-Al3Ti金属间化合物叠层复合板制备方法,其特征在于,包括如下步骤:1)制备混合均匀的Al、Ti3AlC2复合粉末(2):将粒度为10 μm的Al粉装入高能球磨机进行球磨,球料比为10:1,转速为100-200 r/min,球磨时间为8-15 h,然后按照质量比为1:5-1:9的比例对球磨后的Al粉末与粒度为1 μm的Ti3AlC2粉末进行配比,将配比后的Al粉末与Ti3AlC2粉末均装入球磨罐中进行球磨,球磨时间为8-15 h,球磨过程中通入氩气保护,并加入浓度为1%的乙醇作为过程控制剂,从而形成复合粉末(2);2)酸碱清洗Ti板(1)、Al板(3):将0.5mm厚Ti板(1)用浓度为5%的氢氟酸溶液处理,随后取出用清水清洗,再将清水清洗后的Ti板(1)放入超声波清洗器中进行超声波清洗,最后使用吹风机将超声波清洗后的Ti板(1)吹干;将0.5mm厚的Al板(3)用浓度为5%的氢氧化钠溶液处理,随后取出用清水清洗,再将清水清洗后的Al板(3)放入超声波清洗器中进行超声波清洗,最后使用吹风机将超声波清洗后的Al板(3)吹干;3)叠层封装:将酸碱清洗后的Ti板(1)、Al板(3)进行交替叠层且Ti板(1)、Al板(3)之间均叠层有其粉末厚度为0.1-0.15 mm的复合粉末(2),且保证最外层均为Ti板(1),从而形成叠层板,叠层板采用20 μm厚的Ti箔材封装,从而形成封装体;4)真空热压烧结:将封装体置于真空热压烧结炉中,然后将封装体按照如下步骤进行真空热压烧结:对所得封装体施加20-30 MPa压力,以5-15 ℃/min速率升高烧结温度到600 ℃,保温120 min,保温期间压力为3-5 MPa;以5 ℃/min的速率升高烧结温度到660℃,保温90 min,保温期间压力为0.5-1 MPa;以5 ℃/min的速率升高烧结温度至665 ℃,保温210 min,压力为0.5 MPa;以5 ℃/min的速率降低温度到550 ℃,保温180 min,压力为0.5-1 MPa;以5℃/min的速率降低温度至200℃保持压力为0.5-1 MPa;关闭真空热压烧结炉的加热装置,封装体随炉冷却至室温后即制备完成,其中,冷却期间压力为0.5-1MPa。
一种用于选区激光熔化成形的石墨烯表面镀钴增强钴基合金复合粉末的制备方法
实质审查的生效专利号: CN113634744A
申请人: 中北大学
发明人: 白培康;杨晨;赵占勇;张震;王利卿;张圣华;李晓峰;李玉新;王宇;王建宏;刘炜;刘斌
申请日期: 2021-07-13
公开日期: 2021-11-12
IPC分类:
B22F9/24
摘要:
本发明涉及金属基复合材料技术领域,具体公开了一种用于选区激光熔化成形的石墨烯表面镀钴增强钴基合金复合粉末的制备方法,该方法通过高效简便的水热还原法将钴金属均匀负载到石墨烯的表面和层间表面以改善与基体的界面结合情况,提高石墨烯的分散性和润湿性,得到的镀钴石墨烯作为增强组分与钴基合金机械球磨,以实现镀钴石墨烯与钴基合金粉末的均匀混合,通过选区激光熔化成形打印出镀钴石墨烯/钴基复合材料的样品,然后对试样表面经打磨抛光,侵蚀处理后清洗干净,用金相显微镜观察侵蚀处的外表面。该方法能够改善石墨烯与基体的界面结合强度,提高石墨烯的分散性和润湿性,获得性能优异的石墨烯增强钴基合金复合材料。
主权项:
1.一种用于选区激光熔化成形的石墨烯表面镀钴增强钴基合金复合粉末的制备方法,包括以下步骤:(1)称取0.1-0.2g石墨烯溶于30-60mL乙二醇溶液中,超声分散;然后,称取0.5-1.0gCoCl2·6H2O加入上述混合溶液中,搅拌均匀,加入碱性物质,调节溶液pH值至9-10,获得石墨烯溶液;(2)制备体积分数为5%-20%的水合联氨水溶液;(3)将石墨烯溶液加热,当温度上升至80-90℃后,以每秒2-3滴的速度逐滴添加水合联氨溶液;(4)滴加完毕后,继续反应2-3h,反应结束后静置沉淀,倒掉上层清液,用无水乙醇洗涤至中性,过滤、干燥,获得镀钴石墨烯粉末;(5)将镀钴石墨烯粉末与钴基合金粉按重量比0.5-1: 99-99.5装入球磨罐中,设定球磨速度和球磨时间,进行真空球磨混合,球磨结束后,即得镀钴石墨烯/钴基复合粉末。
一种连续碳纤维增强镁基复合材料的电弧增材制造方法
发明专利权授予专利号: CN113695571A
申请人: 中北大学
发明人: 王利卿; 白培康; 赵占勇; 魏守征; 张震; 王宇; 李晓峰; 刘斌
申请日期: 2021-07-09
公开日期: 2021-11-26
IPC分类:
B22F10/18
摘要:
本发明公开了一种连续碳纤维增强镁基复合材料的电弧增材制造方法,属于增材制造技术领域。所得Cf/Mg复合材料中碳纤维体积比为10%~30%,碳纤维与镁基体界面结合良好。其制备方法为:(1)以镁合金丝材与碳纤维为原料,对镁合金丝材与碳纤维进行表面清理;(2)将表面处理后的两种丝材进行绞线,通过不同直径匹配获得不同碳纤维含量的绞线;(3)以复合绞线为原料,利用非熔化极气体保护焊设备、自动送丝设备进行电弧增材制造;(4)将所得打印件进行退火处理,消除内应力。本发明实现了利用电弧增材制造技术制备Cf/Mg复合材料;借助电弧增材技术克服了传统制备技术对构件形状、尺寸的限制;以复合绞线为原料提高了碳纤维分布的均匀性。
主权项:
1.一种连续碳纤维增强镁基复合材料的电弧增材制造方法,其特征在于,所述复合材料是以镁合金丝材和碳纤维为原料,通过绞线获得的用于电弧增材制造的复合丝材;所述制备方法包括以下步骤:步骤一,利用丙酮分别清理镁合金丝材与碳纤维表面的油污和胶质;步骤二,将表面处理后的镁合金丝材和碳纤维进行绞线,通过不同直径搭配控制碳纤维含量在10%~30%,最终复合绞线直径在1.0~1.8mm之间;步骤三,以复合绞线为原料,利用非熔化极气体保护焊设备、自动送丝设备进行电弧增材制造,按照预设路径逐层堆积成形出打印件;步骤四,将步骤三所得打印件在石墨粉覆盖条件下进行退火处理,以消除内应力。
一种在锆合金表面制备锆基非晶/纳米晶复合涂层的方法
发明专利申请公布后的驳回专利号: CN112779532A
申请人: 中北大学
发明人: 李玉新;刘思远;陈博文;白培康;梁志国;赵占勇;关庆丰
申请日期: 2021-01-08
公开日期: 2021-05-11
IPC分类:
C22C16/00
摘要:
本发明公开了一种在锆合金表面制备锆基非晶/纳米晶复合涂层的方法,包括以下步骤:(1)首先对基体进行预处理,包括表面进行打磨以除去表面的氧化层及杂质,并用酒精或丙酮进行清洗干燥;(2)采用预置粉末法进行熔覆,所述激光功率:1200?2000W,光斑直径:4mm,扫描速度:4?6mm/s,熔覆时间为:3?5s;(3)对熔覆后的涂层进行激光重熔处理:激光功率:800?1500W,光斑直径:4mm,扫描速度:8?12mm/s,熔覆时间为:1?2s。本发明制备方法工艺先进,技术参数精确,是先进的锆基非晶涂层的制备方法。
主权项:
1.一种在锆合金表面制备锆基非晶/纳米晶复合涂层的方法,其特征在于包括以下步骤:(1)首先对基体进行预处理,包括表面进行打磨以除去表面的氧化层及杂质,并用酒精或丙酮进行清洗干燥;(2)采用预置粉末法进行熔覆,所述激光功率:1200-2000W,光斑直径:4mm,扫描速度:4-6mm/s,熔覆时间为:3-5s;(3)对熔覆后的涂层进行激光重熔处理:激光功率:800-1500W,光斑直径:4mm,扫描速度:8-12mm/s,熔覆时间为:1-2s。
一种SLM加工设备基板图像采集装置
实用新型专利权授予专利号: CN213363684U
申请人: 中北大学
发明人: 李忠华;冯鹏鹏;曾志强;杜文华;王俊元;贾立功;潘皓
申请日期: 2020-09-10
公开日期: 2021-06-04
IPC分类:
G01B11/02
摘要:
本实用新型公开一种SLM加工设备基板图像采集装置,该装置包括相机位置调节模块和光源模块,滑轨通过L形直板与滚珠丝杠模组I连接,滑轨两侧安装挡板,滑轨上设滑块,滑块与支撑架的一端连接,另一端左侧内部设光杠,光杠一端通过轴承与支撑架连接,轴承焊接在支撑架上,另一端穿过相机固定板,通过通孔内嵌轴承固定,支撑架另一端右侧内设丝杠,丝杠的一端通过焊接轴承与支撑架连接,而另一端穿过相机固定板,通过通孔穿出安装螺旋手柄,利用相机采集零件基础部分和基板的图像,有效提高具有局部复杂结构零件的生产效率,降低生产成本,结构简单、操作方便,实现复杂结构零件的低成本加工。
主权项:
1.一种SLM加工设备基板图像采集装置,包括相机位置调节模块和光源模块,其特征在于,所述相机位置调节模块包括滚珠丝杠模组I(1)、滚珠丝杠模组II(2)、尺寸标记(3)、基座(5)、支架(8)、螺旋手柄(10)、丝杠(11)、光杠(12)、相机(13)、相机固定板(14)、轴承(15)、支撑架(16)、滑轨(17)、滑块(18)和光栅尺(19);所述滚珠丝杠模组I(1)包括外壳I(24)、螺杆I(26)、滑座I(4)和步进电机I(20);所述滚珠丝杠模组II(2)包括外壳II(25)、螺杆II(27)、滑座II(6)和步进电机II(21);所述光源模块包括基板圆周照射光源(7)和中心照射光源(9);上述所有结构部分以基座(5)为基础进行搭建;所述滚珠丝杠模组I(1)侧壁设光栅尺(19),光栅尺(19)两端设螺纹孔,光栅尺(19)包括光栅尺主尺和光栅尺读数头传感器;滚珠丝杠模组II(2)外侧设尺寸标记(3),其以滑座II(6)底面为基准线建立,所述滚珠丝杠模组I(1)的螺杆I(26)安装在外壳I(24)内,一端与步进电机I(20)相连,另一端为活动端通过外壳I(24)通孔对其进行限位,滑座I(4)通过螺纹孔与螺杆I(26)连接,螺杆I(26)与滑座I(4)将旋转运动转化为直线运动,滑座I(4)与滑轨(17)通过L形直板连接;滚珠丝杠模组II(2)内部结构连接与滚珠丝杠模组I(1)相同,位置调整合适后,滚珠丝杠模组I(1)和滚珠丝杠模组II(2)通过螺杆螺母固定连接;所述滑轨(17)两侧安装挡板(22),滑轨(17)上设滑块(18),滑块(18)与支撑架(16)的一端连接,支撑架(16)的另一端左侧内部设光杠(12),光杠(12)一端通过轴承(15)与支撑架(16)连接,轴承(15)焊接在支撑架(16)上,另一端穿过相机固定板(14),通过通孔内嵌轴承固定,支撑架(16)另一端右侧内设丝杠(11),丝杠(11)的一端通过焊接轴承与支撑架(16)连接,而另一端穿过相机固定板(14),通过通孔穿出安装螺旋手柄(10),相机固定板(14)与光杠(12)连接的一侧设通孔,与丝杠(11)连接的一侧设螺纹孔;所述相机固定板(14)连接支架(8),支架(8)下方安装基板圆周照射光源(7);所述相机固定板(14)上方设通孔,相机(13)镜头穿过相机固定板(14)上的通孔,相机(13)固定安装在相机固定板(14)上;中心照射光源(9)通过螺纹孔固定在相机固定板(14)的下方,且相机(13)位于中心照射光源(9) 上方的中央;所述相机(13)外接计算机和显示器。
一种环形金属零件成型均匀加热装置
发明专利权授予专利号: CN111974992A
申请人: 中北大学
发明人: 白培康; 杨志成; 李忠华; 刘斌; 李嘉新; 赵占勇; 李晓峰; 王宇; 聂云飞; 杨帅; 仪登豪
申请日期: 2019-12-27
公开日期: 2020-11-24
IPC分类:
B22F3/105
摘要:
本发明属于环形金属零件增材制造领域,尤其涉及一种环形金属零件成型均匀加热装置,包括送粉仓、收粉仓、外壳、内芯、环形基板、加热层、隔热层、微型风扇、电机和传感器等,外壳外侧设外壳隔热层,内侧设外壳加热层,内芯中心设隔热区域,从内到外依次还设非加热区域的圆形壁、内芯隔热层、加热区域和内芯加热板,外壳、内芯与下方的固定板相连构成成型区域,在外壳两端设收粉仓和送粉仓,环形基板加热板装在升降平台内部,该装置在成型过程中基板及内外壁均加热,零件温度梯度小,内应力小,热变形小;适用于加工薄壁结构、多孔结构等已发生热变形的零件;粉末用量少,工作舱体整体尺寸小,惰性气体消耗少。
主权项:
1.一种环形金属零件成型均匀加热装置,包括加热装置、驱动装置、SLM环形成型缸、风扇装置和保温装置,其特征在于,所述加热装置包括外壳(2)的加热层、内芯(3)的加热层和升降平台(49)内的加热板,在外壳两端设收粉仓(1)和送粉仓(5);驱动装置包括伺服电机(11)、丝杠(44)和传动装置,所述的伺服电机(11)固定安装在固定板(7)下面,丝杠(44)位于环形基板(4)的升降平台(49)下方,且在成型区域内,丝杠(44)的一端设置了凸台(48),丝杠(44)和升降平台(49)通过卡环(47)相连接,环形基板(4)与升降平台(49)结合时,在升降平台(49)上设置阶梯形圆柱凸台,在环形基板下方设计与此对应阶梯形凹台,使环形基板(4)和升降平台(49)紧密的结合,丝杠(44)下端与固定板(7)相连,伺服电机(11)带动丝杠(44)旋转,从而带动环形基板(4)上下移动,传动装置包括伺服电机带轮(42)、丝杠带轮(43)和皮带(45),伺服电机带轮(42)和丝杠带轮(43)通过皮带(45)相连,伺服电机带轮(42)和丝杠带轮(43)用花键相连接,把带轮固定在电机转轴和丝杠(44)上;所述SLM环形成型缸包括外壳(2)、内芯(3)和环形基板(4),外壳(2)外侧设外壳隔热层(22),内侧设外壳加热层(21),内芯(3)中心设隔热区域(32),从内到外依次是非加热区域的圆形壁(33)、内芯隔热层(35)、加热区域(31)和内芯加热板(34),外壳(2)底部和内芯(3)底部与下方的固定板(7)相连构成成型区域,环形基板(4)外侧与外壳(2)相连,内侧与内芯(3)相连,环形基板(4)在成型区域上下移动;环形基板(4)边缘设防止粉末进入的毛毡结构;所述风扇装置包括16个微型风扇(8),在内芯(3)的加热区域(31)与固定板(7)形成的封闭空间内上下表面各设置4个微型风扇,上表面和下表面的风扇构成十字结构,保证封闭区域温度基本保持不变,在外壳(2)与固定板(7)形成的封闭空间的4个直角区域内上下表面分别各设置一个风扇;保温装置包括外壳的外侧的隔热层(22)、内芯内侧的隔热层(35)、固定板上表面的隔热层(6)和升降平台(49)内的隔热层;在外壳(2)和内芯(3)的中间区域设置位移传感器(9),原点设置在环形基板(4)下表面,在外壳和内芯的中间区域设置了凸台,限制了整个装置的使用范围,在外壳的内壁上还设置了温度传感器(10)。
一种核用锆合金涂层的制备方法
发明专利申请公布后的驳回专利号: CN110835755A
申请人: 中北大学
发明人: 李玉新; 杨宜鑫; 聂金浩; 白培康; 赵占勇; 李忠华
申请日期: 2019-11-12
公开日期: 2020-02-25
IPC分类:
C23C24/10
摘要:
本发明涉及一种核用锆合金涂层的制备方法,是针对锆合金板高温性能差、工作寿命短的情况,在锆合金板表面激光熔覆FeCrAl涂层,提高锆合金板的高温高压水腐蚀性能,激光熔覆制备的FeCrAl涂层无Fe?Zr共晶相形成,涂层致密无孔洞裂纹,减少了Fe和Zr相的相互扩散,激光熔覆制备的FeCrAl涂层,高温环境下可有效阻挡氧元素向涂层内部的扩散。
主权项:
1.一种核用锆合金涂层的制备方法,其特征在于:使用的材料包括:锆合金板、铁粉、铬粉、铝粉、氩气、无水乙醇、去离子水;锆合金板:50mm×50mm×10mm铁粉:Fe,粒度150目,纯度99.8%,固态颗粒,82g±0.1g铬粉:Cr,粒度200目,纯度99.8%,固态颗粒,13g±0.1g铝粉:Al,粒度200目,纯度99.9%,固态颗粒,5g±0.1g氩气:Ar,纯度99.99%,气体,500000cm3±100cm3无水乙醇:C2H5OH,纯度99.5%,液体,2000mL±10mL去离子水:H2O,纯度99.5%,液体,2000mL±10mL激光熔覆焊接方法如下:(1)处理锆合金基体①将锆合金板置于钢质平板上,用180目砂纸打磨锆合金板周边及其正反表面,去除表面氧化物,使基体表面粗糙度达Ra6.3-12.6μm;②清洗,用无水乙醇清洗锆合金板周边及正反表面,去除基体表面污垢,使基体表面洁净;③干燥,将锆合金板放入加热炉中进行加热至100℃处理60min,消除水分和湿气,减少热应力;(2)配粉将铁粉82g±0.1g、铬粉13g±0.1g、铝粉5g±0.1g,置于球磨罐内,球磨转数300r/min,球磨240min,得到混合涂层粉末;(3)激光熔覆焊接锆合金板表面的激光熔覆是在激光器上进行的;①将锆合金板置于激光器的工作台上,正面朝上,固定;②将氩气喷嘴对准工作台上的锆合金板,并固定;③调整好激光焊接机的激光功率1200W~2000W、光斑直径4mm、激光扫描速度5mm/s~11mm/s;④将球磨得到的混合涂层粉末放置于送粉器中,打开氩气开关;⑤同步开启激光器和送粉器,激光束对准锆合金板进行同步送粉扫描焊接,氩气流量为200cm3/min;⑥待激光熔覆涂层冷却至室温后,同步开启激光器和送粉器,激光束对准锆合金板上的涂层进行同步送粉焊接;⑦关掉激光焊接机及氩气瓶,使锆合金板及制得的铁铬铝涂层自然冷却至25℃;⑧清洗,焊接后用无水乙醇进行清洗,清洗后晾干;(4)检测、分析、表征用X射线衍射仪进行XRD成分分析;用维氏硬度仪测定维氏硬度;高温高压水蒸汽腐蚀增重实验增重率计算;用金相显微镜观察高温高压水腐蚀前后涂层截面微观形貌;结论:锆合金板表面激光熔覆的FeCrAl涂层硬度达到400HV,涂层相组成为FeCr固溶体相,高温氧化增重率有明显减小,涂层截面无孔洞、无裂纹,为低扩散核用锆合金防护涂层。
高分散多金属氧酸盐磁性微球催化剂及其制备方法和应用
发明专利申请公布后的驳回专利号: CN110586186A
申请人: 中北大学
发明人: 王蕊欣; 刘叶峰; 左鹏; 陈南; 王飞; 焦纬洲
申请日期: 2019-08-13
公开日期: 2019-12-20
IPC分类:
B01J35/08
摘要:
本发明属负载化多金属氧酸盐催化剂的技术领域,针对多金属氧酸盐作催化剂比表面积小,反应活性位点少,易聚集、易溶于水、难分离回收等缺陷,提供一种高分散多金属氧酸盐磁性微球催化剂及其制备方法和应用。共价键合法将Dawson型磷钨酸盐负载到CS@Fe3O4微球上;得到共价负载化Dawson型磷钨酸盐磁性微球P2W17?CS@Fe3O4?1;或者:静电结合法将Keggin型及Dawson型磷钨酸盐分别负载到有机修饰的磁性Fe3O4微球上,得到负载化Keggin型及Dawson型磷钨酸盐。提高了多金属氧酸盐的分散性和比表面积,提高其的催化氧化活性及四氢噻吩氧化的效率,磁性载体为催化剂分离回收提供了有利条件。
主权项:
1.高分散多金属氧酸盐磁性微球催化剂,其特征在于:所述多金属氧酸盐磁性微球催化剂为:共价键合法将Dawson型磷钨酸盐负载到CS@Fe3O4微球上;其中:所述Dawson型磷钨酸盐为P2W17,得到共价负载化Dawson型磷钨酸盐磁性微球P2W17-CS@Fe3O4-1;或者:静电结合法将Keggin型及Dawson型磷钨酸盐分别负载到有机修饰的磁性Fe3O4微球上,得到负载化Keggin型及Dawson型磷钨酸盐,其中:所述Keggin型磷钨酸盐为PW12;Dawson型磷钨酸盐分别为P2W18或P2W17。
原位Al3Ti/Al复合材料一体化成形方法
发明专利申请公布后的驳回专利号: CN110144474A
申请人: 中北大学
发明人: 徐宏; 张新; 任霁萍; 张国伟; 石阳; 毛红奎
申请日期: 2019-05-15
公开日期: 2019-08-20
IPC分类:
B22D18/02
摘要:
本发明涉及一种原位Al3Ti/Al复合材料一体化成形方法,包括:以纯Ti颗粒和2024铝合金为原始材料,将2024铝合金熔化,并加热到785℃;将纯Ti颗粒加入铝合金熔体中,并将超声工具头探入熔体内;启动超声振动系统,对熔体进行超声处理,制得Al3Ti/Al复合材料熔体;将制备的原位Al3Ti/Al复合材料熔体直接浇入成型模具中进行挤压铸造,在挤压铸造成形过程中利用超声振动在熔体中产生的空化效应和声流效应,控制原始Ti颗粒和Al熔体的反应行为,优化生成的Al3Ti的形貌和尺寸;使原位Al3Ti/Al复合材料熔体在挤压力和超声振动耦合作用下凝固并产生塑性变形,制得原位Al3Ti/Al复合材料成形构件。本发明将超声熔体处理技术和挤压铸造结合,实现了高性能铝基复合材料复杂构件成形成性一体化。
主权项:
1.一种原位Al3Ti/Al复合材料一体化成形方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1,以纯Ti颗粒和2024铝合金为原始材料,将2024铝合金熔化,并加热到785℃;将铝箔包覆的纯Ti颗粒加入铝合金熔体中,并将超声工具头探入熔体内;启动超声振动系统,对熔体进行超声处理,制得质量分数8wt%的Al3Ti/Al复合材料熔体;步骤2,将制备的原位Al3Ti/Al复合材料熔体直接浇入成型模具中进行挤压铸造,在挤压铸造成形过程中利用超声振动在熔体中产生的空化效应和声流效应,控制原始Ti颗粒和Al熔体的反应行为,优化生成的Al3Ti的形貌和尺寸;步骤3,使原位Al3Ti/Al复合材料熔体在挤压力和超声振动耦合作用下凝固并产生塑性变形,制得原位Al3Ti/Al复合材料成形构件。
一种在钛合金板表面激光熔覆钛铬铝硅镍高熵合金的方法
专利权的终止专利号: CN110079798A
申请人: 中北大学
发明人: 李玉新; 尉利强; 杨宜鑫; 白培康; 张宏建; 赵占勇; 李忠华; 梁敏洁; 刘斌
申请日期: 2019-05-08
公开日期: 2019-08-02
IPC分类:
C23C24/10
摘要:
本发明涉及一种在钛合金表面激光熔覆钛铬铝硅镍高熵合金的方法,是针对钛合金板耐磨性能差、抗氧化性能差的情况,在钛合金板表面激光熔覆钛铬铝硅镍高熵合金粉末,以提高钛合金板的表面强度、提高抗氧化性能、抗燃性能,经激光熔覆提高了钛合金板的整体力学性能及耐腐蚀性,此制备方法工艺先进,数据精确翔实,扩展了钛合金板的应用范围,是先进的在钛合金表面激光熔覆钛铬铝硅镍高熵合金的方法。
主权项:
1.一种在钛合金板表面激光熔覆钛铬铝硅镍高熵合金的方法,其特征在于:使用的化学物质材料为:钛合金板、钛粉、铬粉、铝粉、硅粉、镍粉、无水乙醇、氩气,其组合准备用量如下:以克、毫升、厘米3为计量单位钛合金板:TC4,100mm×100mm×20mm钛粉:Ti,纯度99.8%,固态颗粒,30.31 g±0.01g铬粉:Cr,纯度99.99%,固态颗粒,58.08 g±0.01g铝粉:Al,纯度99.5%,固态颗粒,55.56 g±0.01g硅粉:Si,纯度99.99%,固态颗粒,40.40 g±0.01g镍粉:Ni,纯度99.5%,固态颗粒,65.06 g±0.01g无水乙醇:C2H5OH,纯度99.5%液体,2000mL±10mL氩气:Ar,纯度99.99%,气体,800000cm3±100cm3激光熔覆焊接方法如下:(1)处理钛合金板①将钛合金板置于钢质平板上,用200目砂纸打磨钛合金板周边及其正反表面,使表面粗糙度达Ra6.3-12.6μm;②清洗,用无水乙醇清洗钛合金板周边及正反表面,使表面洁净;③干燥,将钛合金板置于干燥箱中干燥,干燥温度200℃,干燥时间30min;(2)配粉①称取钛粉30.31 g±0.01g、铬粉58.08 g±0.01g、铝粉55.56 g±0.01g、硅粉40.40g±0.01 g和镍粉65.06 g±0.01 g,置于混合容器中进行混合,成混合细粉;(3)球磨将混合细粉置于球磨机内,进行球磨,球磨时间180min成细粉;(4)清洗钛合金板将钛合金板放在容器中,用无水乙醇进行清洗,清洗后晾干;(5)干燥将钛合金板置于干燥箱中进行干燥,干燥温度100℃,干燥时间30min;(6)激光熔覆焊接钛合金板表面的激光熔覆焊接是在激光焊接机上进行的,是在激光熔覆焊接、氩气保护下完成的;①将钛合金板置于激光焊接机的工作台上,正面朝上,并固定;②将氩气喷嘴对准钛合金板,并固定;③调整好激光焊接机的激光功率、光斑直径及激光扫描速度参数;④将球磨的钛铬铝硅镍混合细粉均匀的铺在钛合金板表面,混合细粉厚度1.5mm;⑤调整激光焊接机及技术参数,激光束对准钛合金板及其上的高熵合金细粉,其中激光功率2000W-2500W;⑥开启激光焊接机,激光束对准钛合金板及其上的高熵合金粉进行扫描焊接,激光焊接速度10mm/s-15mm/s;开启氩气瓶,氩气喷嘴对准钛合金板进行喷气,喷氩气速度200cm3/min;激光熔覆焊接往复进行两次,并保持均匀;⑦关掉激光焊接机及氩气瓶,使钛合金板及其上的高熵合金自然冷却至25℃;⑧清洗,焊接后用无水乙醇进行清洗,清洗后晾干;(7)检测、分析、表征对激光熔覆的钛合金板进行检测分析表征;用X射线衍射仪进行成分分析;用扫描电子显微镜进行金相分析:用维氏硬度仪测定维氏硬度;用高温炉进行氧化增重测试;结论:激光熔覆的钛合金板表面的高熵合金涂层的硬度达到900HV,明显高于钛合金板的硬度;制备的高熵合金涂层与钛合金板基体的氧化增重相比,高熵合金涂层的氧化增重小。
一种激光快速成型用镍/石墨烯复合粉末的制备方法
发明专利权授予专利号: CN109500385A
申请人: 中北大学
发明人: 李晓峰; 刘斌; 仪登豪; 冯英豪; 白培康; 赵占勇; 李忠华; 王建宏
申请日期: 2018-09-28
公开日期: 2019-03-22
IPC分类:
B22F9/24
摘要:
本发明具体涉及一种激光快速成型用镍/石墨烯复合粉末的制备方法。所述制备方法为:步骤一将石墨烯加入分散剂中超声分散,制得石墨烯分散液;步骤二将镍源溶解于步骤一所得石墨烯分散液中;得到溶液A;将咪唑类有机配体溶解在溶剂中,得到溶液B;将溶液B加入到溶液A中;静置至少16h小时后,过滤得到载有镍粒子的石墨烯;步骤三将步骤二所得载有镍粒子的石墨烯置于水溶液中,超声分散后,加入镍源、还原剂、络合剂和调整剂;混合均匀后,调整pH值至8?9;在50?95℃下反应至少0.5h;固液分离后洗涤固体;干燥,得到镍/石墨烯复合粉末;该粉末可以与镍粉均匀的混合,用于激光熔覆及激光选区熔化成型。本发明制备工艺简单可控,所得产品性能优良,在激光快速成型领域便于大规模工业化应用。
主权项:
1.一种激光快速成型用镍/石墨烯复合粉末的制备方法,其特征在于;包括下述步骤:步骤一将石墨烯加入分散剂中超声分散,制得石墨烯分散液;步骤二将镍源溶解于步骤一所得石墨烯分散液中;得到溶液A;将咪唑类有机配体溶解在溶剂中,得到溶液B;将溶液B加入到溶液A中;静置至少16h小时后,过滤得到载有镍粒子的石墨烯;步骤三将步骤二所得载有镍粒子的石墨烯置于水溶液中,超声分散后,加入镍源、还原剂、络合剂和调整剂;混合均匀后,调整pH值至8-9;在50-95℃下反应至少0.5h;固液分离后洗涤固体;干燥,得到镍/石墨烯复合粉末。
金属粉末专利分析
材料体系分布
制备工艺分布
技术领域分布 (IPC分类)
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B22F10/28(3D打印) • B22F9/04(制粉) •
C23C24/10(涂层) • C22C19/05(镍合金) •
B33Y50/02(控制) • C22F1/18(热处理)