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提高厚壁TC4钛合金窄间隙激光填丝焊接头整体组织性能一致性的焊接方法及应用
发明专利申请公布专利号: CN118682218A
申请人: 北部湾大学
发明人: 武鹏博;冯志强;方乃文;罗玖田;黎泉;陈玉华;夏义江;黎欣;陈玿鑫;陈昊睿
申请日期: 2024-07-10
公开日期: 2024-09-24
IPC分类:
B23K3/00
摘要:
一种提高厚壁TC4钛合金窄间隙激光填丝焊接头整体组织性能一致性的焊接方法及应用。本发明属于焊接技术领域。本发明为解决现有厚壁TC4钛合金窄间隙激光填丝焊接头整体组织性能分布不均匀的技术问题。本发明方法：首先加工窄间隙坡口；然后采用Ti?Al?V?Mo?W药芯焊丝作为填充金属，在外加磁场辅助作用下进行窄间隙激光填丝焊；设置激光束运动轨迹，控制层间温度，启动焊接程序进行逐层逐道焊接。本发明通过协同调控形核质点优化设计与温度场的科学分布，实现焊接接头沿厚度方向组织性能的一致性。所述焊接方法及所得接头可应用于舰艇船舶、航空航天及轨道交通领域。
主权项:
1.一种提高厚壁TC4钛合金窄间隙激光填丝焊接头整体组织性能一致性的焊接方法，其特征在于，所述方法：步骤1：加工窄间隙坡口，并对待焊厚壁钛合金板材进行焊前预处理；步骤2：采用Ti-Al-V-Mo-W药芯焊丝作为填充金属，在外加磁场辅助作用下进行窄间隙激光填丝焊，同时设置激光束、送丝管、外加磁场与焊缝的相对位置；步骤3：设置激光束运动轨迹，控制层间温度，启动焊接程序进行逐层逐道焊接。
一种仿生超结构Whipple防护屏的设计方法
实质审查的生效专利号: CN118734588A
申请人: 大连理工大学
发明人: 王宇新;毛志超;李晓杰;于成;王小红;闫鸿浩
申请日期: 2024-07-09
公开日期: 2024-10-01
IPC分类:
G06F17/11
摘要:
本发明属于新材料和航天飞行器防护领域，公开了一种仿生超结构Whipple防护屏的设计方法。与传统单纯铝板或其他复合结构的Whipple屏相比，当空间站、飞船、卫星和其他航天器被速度超过5000m/s的太空碎片高速冲击时，在卵形仿生超结构Whipple屏防护下可以有效地降低Whipple防护屏在垂直方向碎片云的冲击速度和冲击能量，并使得Whipple屏平行方向碎片云的飞散直径、动能和飞散速度增大，从而保护和降低太空超高速碎片对航天器舱壁的正向冲击损伤。本发明的卵形仿生超结构Whipple防护屏结构设计简单高效，通过3D打印加工精度和加工效率都比较高，制造成本低廉。
主权项:
1.一种仿生超结构Whipple防护屏的设计方法，其特征在于，步骤如下：(1)基于蛋壳的卵圆形平面曲线方程设计卵形仿生超结构Whipple防护屏；蛋壳的卵圆形平面曲线方程：其中，a为长轴半径，b为短轴半径，ξ为蛋形角；卵形仿生超结构Whipple防护屏包括面板、中间层和背板三层，面板和背板均为厚度0.5～1.0mm、牌号为6系列的金属铝板，中间层为壁厚0.5～1.0mm卵形铝壳单元阵列，卵形铝壳单元阵列由卵形铝壳单胞排列组成；(2)卵形铝壳单胞按照蛋壳的卵圆形平面曲线方程设计，卵形铝壳单胞长轴半径a＝5.0～20.0mm、短轴半径b＝3～18mm，蛋形角ξ＝5～15°；卵形铝壳单元阵列由两层卵形铝壳单胞交错排列，两层卵形铝壳单胞的方向一致，每个卵形铝壳单胞的长轴中间位置预留1.0～2.0mm注液孔；以粒径为15～53μm、牌号为AlSi10Mg或Al6061的铝合金粉为原材料，采用3D打印技术加工制备；(3)使用注射针头通过注液孔向所有卵形铝壳单胞内注满纯水，然后在卵形铝壳单元阵列上下两面复合面板和背板，使用激光焊与卵形铝壳单胞连接复合，并确保卵形铝壳单胞内的水不渗漏，面板和背板平面尺寸与中间层尺寸相同，至此完成仿生超结构Whipple防护屏的加工制造。
一种铝球微气囊超结构Whipple防护屏的设计方法
发明专利申请公布专利号: CN118797938A
申请人: 大连理工大学
发明人: 王宇新;毛志超;李晓杰;于成;王小红;闫鸿浩
申请日期: 2024-07-09
公开日期: 2024-10-18
IPC分类:
G06F30/10
摘要:
本发明属于新材料和航天飞行器防护领域，公开了一种铝球微气囊超结构Whipple防护屏的设计方法。与传统单纯铝板或其他复合结构的Whipple屏相比，当空间站、飞船、卫星和其他航天器被速度超过5000m/s的太空碎片冲击时，铝球微气囊超结构Whipple防护屏可以有效地降低Whipple防护屏在垂直方向碎片云的冲击速度和冲击能量，并使得Whipple屏平行方向碎片云的飞散直径、动能和飞散速度增大，从而有效地保护和降低太空超高速碎片对航天器舱壁的正向冲击损伤。本发明的铝球微气囊超结构Whipple防护屏结构设计简单高效，通过3D打印加工效率和加工精度都比较高，制造成本低。
主权项:
1.一种铝球微气囊超结构Whipple防护屏的设计方法，其特征在于，步骤如下：(1)铝球微气囊超结构Whipple防护屏包括面板、中间层、背板三层；面板和背板是厚度为0.5～1.0mm、牌号为6系的铝合金板；中间层为上下两层交错排列的铝合金球微气囊阵列，铝合金球微气囊阵列由铝合金球微气囊0间距排列组成，铝合金球微气囊的壁厚为0.5～1.0mm、直径为5～20mm的空心结构；(2)以粒径为15～53μm、牌号为AlSi10Mg或Al6061的铝合金粉为原材料，采用3D打印技术制备中间层，在制备过程中铝合金球微气囊内部包含常压状态的空气；(3)在中间层上下两面复合面板和背板，使用激光焊与铝合金球微气囊复合，或面板、背板与中间层铝合金球微气囊直接采用3D打印一体化加工，面板和背板平面尺寸与中间层尺寸相同，至此完成铝球微气囊超结构Whipple防护屏的设计。
一种承载与耐高温异质材料复杂薄壁结构分区增材制造方法
实质审查的生效专利号: CN118832187A
申请人: 南京航空航天大学
发明人: 占小红; 孙龙骧; 王磊磊; 章宇盟; 李琳沁
申请日期: 2024-07-05
公开日期: 2024-10-25
IPC分类:
B22F10/28
摘要:
本发明属于增材制造技术领域，提供了一种承载与耐高温异质材料复杂薄壁结构分区增材制造方法，包括如下步骤：结构区域划分：根据复杂薄壁结构的实际使用场景，将结构划分为承力区和高温区；分区材料选择：选择高强度的钛合金作为承力区的结构材料，选择耐高温的难熔高熵合金作为高温区的耐热材料；增材工艺选择：根据结构复杂程度和增材工艺特性，采用SLM完成钛合金承力区的制造，采用LMD完成难熔高熵合金高温区的制造；结构成形步骤：基于区域划分、材料选择和增材工艺选择，采用SLM和LMD工艺协同打印复杂薄壁结构，异种材料间采用梯度过渡实现界面平稳过渡。本发明在承载耐高温异质材料复杂薄壁结构增材制造中引入两种工艺协同增材制造技术，在保证主体承力前提下提升高温区的耐高温性能，提供了一种异种材料复杂薄壁结构制造的解决途径。
主权项:
1.一种承载与耐高温异质材料复杂薄壁结构分区增材制造方法，其特征在于，包括如下步骤：结构区域划分：根据复杂薄壁结构的实际使用场景，基于计算流体动力学结果和实验数据，获得薄壁结构在使用过程中的表面温度分布和承受的工作载荷等情况，判断上述结果是否超过设定的最高允许表面温度和应力变形阈值，将结构划分为承力区和高温区；分区材料选择：根据结构区域划分情况，选择高强度的钛合金作为承力区的结构材料，选择耐高温的难熔高熵合金作为高温区的耐热材料；增材工艺选择：根据结构复杂程度和增材工艺特性，采用选区激光熔化工艺SLM完成钛合金承力区的制造，采用激光熔化沉积工艺LMD完成难熔高熵合金高温区的制造；结构成形步骤：基于区域划分、材料选择和增材工艺选择，协同使用SLM和LMD工艺打印复杂薄壁结构，首先进行承力区的打印，打印完成后进行多余粉末去除、整体结构去应力退火并去除支撑结构，之后进行高温区结构打印，异种材料间通过梯度过渡实现界面平稳过渡，最后进行整体构件热处理、机械加工和表面处理。
一种短流程、高Zr元素收得率的ZM6合金熔炼的方法
实质审查的生效专利号: CN118854097A
申请人: 贵州航天风华精密设备有限公司
发明人: 石文泰; 林翰; 杨明军; 刘怡乐; 郭振华; 路声宇; 鲁力; 将新安
申请日期: 2024-07-05
公开日期: 2024-10-29
IPC分类:
C22C1/06
摘要:
本发明涉及镁合金熔炼技术领域，尤其涉及一种短流程、高Zr元素收得率的ZM6合金熔炼的方法。本发明在的ZM6合金熔炼的变质过程采用Mg?20wt.％Zr中间合金取代传统的Mg?30wt.％Zr中间合金，通过多组分同时添加、降低熔炼时长的短流程熔炼工艺，使Zr在熔炼过程中具有扩散速度快，烧损较少，不易沉底等优点。有效提高了ZM6合金熔体中Zr的收得率，较常规熔炼工艺提高了44％。而且Zr元素快速变质能提高合金晶粒细化效果，改善合金的力学性能(较常规熔炼工艺抗拉强度提升了14％以上、屈服强度提升了20％以上、延伸率提升66.7％以上)，更加适用于大型复杂薄壁铸件的制备。
主权项:
1.一种短流程、高Zr元素收得率的ZM6合金熔炼的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)成分确定：ZM6合金，该合金各组分及其质量百分比为：0.4～0.6wt.％的Zn、2.～2.8wt.％的Nd、1.25～1.3wt.％的Zr、Mg为余量；(2)配料准备：按照步骤(1)中确定的ZM6合金成分组成进行配料，其中Mg、Zn以纯Mg、纯Zr形式添加，Nd和Zr分别以Mg-30wt.％Nd、Mg-20wt.％Zr中间合金的形式添加，将纯Mg、纯Zn、Mg-30wt.％Nd和Mg-20wt.％Zr中间合金进行预热；(3)辅料准备：氩气和RJ-5精炼剂；(4)熔炼：在氩气的保护下，当熔炉的温度达到了300～350℃，加入已预热的纯Mg、Mg-30wt.％Nd中间合金，继续加热熔体直到温度达到770～780℃，加入已预热的纯Zn和Mg-20wt.％Zr中间合金，搅拌合金熔体保温10-20min，捞去合金液表面浮渣，保温至770～780℃的条件下用RJ-5精炼剂搅拌处理5～10min，捞去合金液浮渣，处理完毕后降温至725～740℃静置10～15min，然后将熔炼后的合金液注入砂芯中浇铸成直径≤120，高度≤240的铸锭；(5)固溶处理：将浇铸得到的铸锭加热至520～535℃，保温13～14h，冷却。(6)时效处理：将固溶处理后的合金进行时效处理，时效温度190～215℃，保温时间12～14h，冷却。
基于搅拌摩擦增材工艺的层状金属复合材料构件制备方法
发明专利申请公布专利号: CN118768711A
申请人: 上海航天设备制造总厂有限公司
发明人: 李际宇;赵凯;杨天豪;沙春生;景海涛
申请日期: 2024-07-03
公开日期: 2024-10-15
IPC分类:
B23K20/26
摘要:
本发明公开了一种基于搅拌摩擦增材工艺的层状金属复合材料构件制备方法，选用至少两种具有不同物化性能的丝材，通过交替送丝搅拌摩擦增材制造成形层状异质金属复合材料构件，改善了熔融增材制备层状金属材料组织粗大、气孔缺陷多的问题，进而改善了其组织的均匀性和界面质量，提升了金属材料的综合力学性能，可有效解决熔融增材制造技术成形层状异质金属复合材料构件时面临的界面质量差的问题。
主权项:
1.一种基于搅拌摩擦增材工艺的层状金属复合材料构件制备方法，其特征在于，包括：步骤S1：选取铝合金丝材和镁合金丝材；步骤S2：将搅拌头置于待增材区的材料表面，在预设顶锻力的作用下，搅拌针(4)插入待增材的材料内部，并使搅拌头按照预设程序进行旋转；步骤S3：启动铝合金的送丝机构，将铝合金丝材送入搅拌头；步骤S4：待搅拌头内部金属丝材达到热塑化状态，在预设顶锻力的作用下，热塑化的增材原料沉积在基材上表面；步骤S5：待第一层沉积结束后，将搅拌头复位，启动镁合金的送丝机构，进行第二层的沉积；往复步骤S3至步骤S5，向上逐层沉积至目标高度。
TaC改性镍基高温合金及粉末与其制备方法
实质审查的生效专利号: CN118404053A
申请人: 内蒙古工业大学
发明人: 新巴雅尔;伟乐斯;那木日;峰山;王子贺
申请日期: 2024-07-03
公开日期: 2024-07-30
IPC分类:
C22C19/05
摘要:
本发明提供了一种TaC改性镍基高温合金及粉末与其制备方法，该TaC改性镍基高温合金粉末由镍基合金粉末及附着在所述镍基合金粉末表面的TaC颗粒组成；所述TaC颗粒占所述镍基合金粉末与TaC颗粒总质量的质量百分比为0~3%且不为0。本发明通过将引入TaC颗粒的TaC改性镍基高温合金粉末作为增材制造的原料粉末，在确保增材制造镍基高温合金具有较佳致密度的情况下，兼具优异的高温性能、良好的组织稳定性以及低裂纹敏感性，可适用于生产航空、航天领域的复杂形状、高稳定性的热端高温部件。
主权项:
1.一种TaC改性镍基高温合金粉末，其特征在于，其由镍基合金粉末及附着在所述镍基合金粉末表面的TaC颗粒组成；所述TaC颗粒占所述镍基合金粉末与TaC颗粒总质量的质量百分比为0~3%且不为0。
一种自烧结原位硅化石墨材料的制备方法
实质审查的生效专利号: CN118878325A
申请人: 中国科学院山西煤炭化学研究所
发明人: 刘占军; 郑磊; 赵红超; 田晓冬; 郭全贵
申请日期: 2024-07-02
公开日期: 2024-11-01
IPC分类:
C04B35/52
摘要:
本发明公开了一种自烧结原位硅化石墨材料的制备方法，以煤沥青和聚碳硅烷分别作为炭质前驱体和碳化硅前驱体，首先通过化学交联合成聚碳硅烷改性煤沥青，再利用热缩聚工艺将聚碳硅烷改性煤沥青预先转变为聚碳硅烷改性煤基中间相沥青，通过冷等静压得到生坯，将生坯进行自烧结炭化，炭化后的样品放入高温石墨化炉中进行石墨化，得到碳化硅含量可控、致密度高的硅化石墨材料。本发明制备方法简单，生产周期相对较短，且不需要经历多次浸渍?焙烧等高能耗工艺，本发明制得的硅化石墨材料基体中碳化硅增强相均匀分布且与石墨基体相紧密结合，该硅化石墨材料在化工、冶金及航空航天、核能等领域具有广泛的应用前景。
主权项:
1.一种自烧结原位硅化石墨材料的制备方法，其特征在于：以煤沥青和聚碳硅烷分别作为炭质前驱体和碳化硅前驱体，首先通过化学交联合成聚碳硅烷改性煤沥青，再利用热缩聚工艺将聚碳硅烷改性煤沥青预先转变为聚碳硅烷改性煤基中间相沥青，通过冷等静压得到生坯，将生坯进行自烧结炭化，炭化后的样品放入高温石墨化炉中进行石墨化，得到碳化硅含量可控、致密度高的硅化石墨材料。
一种免热处理铝硅压铸合金及其制备方法
实质审查的生效专利号: CN118814034A
申请人: 沈阳航空航天大学
发明人: 刘玉林; 高正红; 杨云鹏; 毕常兰
申请日期: 2024-06-28
公开日期: 2024-10-22
IPC分类:
C22C21/04
摘要:
一种免热处理铝硅压铸合金及其制备方法，属于金属材料铸造技术领域。本发明通过降低Si含量，利用适量Cu和Zn联合强化，并利用高温熔炼及高真空高压压铸工艺，制备了具有高延伸率的免热处理压铸合金。本发明消除了对晶粒细化剂的毒化，增强了晶粒细化效果，提高了合金的力学性能，尤其是合金塑性得到大幅度提高。
主权项:
1.一种免热处理铝硅压铸合金，其特征在于，其成分以质量百分比计为：Si 5.5％-6.49％，Mg 0.1％-0.5％，Cu 0-0.8％，Zn 0-0.8％，Mn 0.45％-1.0％，Fe 0.05％-0.25％，Cr 0.05％-0.25％，Ti 0.05％-0.25％，Re 0-0.25％，Sr 0.02％-0.05％，余量为Al及不可避免的杂质，杂质总含量≤1.0％；杂质中包含的Na<5ppm，Ca<10ppm，Li<10ppm，P<15ppm，其它单个杂质含量≤0.15％。
用于易变形金属材料的难加工悬垂结构无支撑激光增材制造方法
实质审查的生效专利号: CN118875315A
申请人: 南京航空航天大学
发明人: 顾冬冬; 刘欣; 陈雯昕; 孙建峰
申请日期: 2024-06-28
公开日期: 2024-11-01
IPC分类:
B22F10/28
摘要:
本发明公开了一种用于易变形金属材料的难加工悬垂结构无支撑激光增材制造方法，采用激光熔融金属粉末成形金属无支撑悬垂结构，在逐层激光熔融金属粉末成形金属无支撑悬垂结构的各成形层的过程中，当前成形层相对于上一层成形层具有悬垂区域时，采用S1成形策略成形当前成形层的悬垂区域；上一层成形层具有悬垂区域时，采用S2成形策略成形当前成形层与上一层成形层的悬垂区域重叠的区域；剩余区域均采用S0成形策略成形。由此可见，本发明可以减少粉末粘附，提高无支撑悬垂结构成形质量，解决了目前无支撑悬垂结构重力作用下熔体下渗严重引起的结构表面粗糙、粉末粘附严重的问题。
主权项:
1.一种用于易变形金属材料的难加工悬垂结构无支撑激光增材制造方法，采用激光粉末床熔融技术成形金属无支撑悬垂结构，其特征在于，在逐层激光熔融金属粉末成形金属无支撑悬垂结构的各成形层的过程中，当前成形层相对于上一层成形层具有悬垂区域时，采用S1成形策略成形当前成形层的悬垂区域；上一层成形层具有悬垂区域时，采用S2成形策略成形当前成形层与上一层成形层的悬垂区域重叠的区域；剩余区域均采用S0成形策略成形；所述的S0成形策略为固定功率成形策略，其所采用的激光功率为致密化激光功率P0，致密化激光功率P0能够确保当前成形层的金属粉末充分熔化并致密化；所述的S1成形策略为低功率成形策略，其所采用的激光功率为低激光功率PL，低激光功率PL能够确保当前成形层的金属粉末部分熔化；所述的S2成形策略为高功率成形策略，其所采用的激光功率为高激光功率P+，高激光功率P+能够确保当前成形层的金属粉末完全熔化的情况下，对上一层成形层的第三成形区域的金属粉末进行再熔化；致密化激光功率P0、低激光功率PL、高激光功率P+满足：PL<P0<P+。
一种免热处理Al-Si-Zn-Mg压铸合金及制备方法
发明专利申请公布专利号: CN118814035A
申请人: 沈阳航空航天大学
发明人: 刘玉林; 杨云鹏; 高正红; 毕常兰
申请日期: 2024-06-28
公开日期: 2024-10-22
IPC分类:
C22C21/04
摘要:
一种免热处理Al?Si?Zn?Mg压铸合金及制备方法，属于合金材料技术领域。本发明采用降低Si含量、提高Zn含量的方式来强化合金，并利用高温熔炼、高真空高压压铸工艺进行压铸，使得合金顺利充型和成型，制备出了具有高强度高延伸率的免热处理压铸合金。本发明制备的免热处理压铸合金具有良好的力学性能，取得了强度和塑性的良好匹配，解决了免热处理合金的强度和塑性难以保持良好匹配的问题。
主权项:
1.一种免热处理Al-Si-Zn-Mg压铸合金，其特征在于，其化学成分方以质量百分比计为Si 5.5％-6.5％，Mg 0.1％-0.5％，Zn 0.805％-1.5％，Mn：0.45％-1.0％，Fe 0.05％-0.25％，Cr：0.05％-0.35％，Ti：0.05％-0.25％，Re：0-0.25％，Sr：0.02％-0.05％，余量为Al及不可避免的杂质；所述的合金中杂质总含量≤1.0％，其中，Na<5ppm，Ca<10ppm，Li<10ppm，P<15ppm，其它单个杂质含量≤0.25％。
包含变倾角螺旋再生冷却通道推力室身部的增材制造方法
实质审查的生效专利号: CN118720165A
申请人: 西安航天发动机有限公司
发明人: 杨欢庆;白静;彭东剑;王凯;王云;王少辉;杨茜
申请日期: 2024-06-28
公开日期: 2024-10-01
IPC分类:
B33Y50/02
摘要:
本发明公开了一种包含变倾角螺旋再生冷却通道推力室身部的增材制造方法，包括：建立推力室身部的三维模型；确定推力室身部的生长方向；得到推力室身部的宏观放缩三维模型；基于推力室身部的宏观放缩三维模型，得到反变形工艺设计三维模型；在模型突变区域进行工艺补偿；对变倾角螺旋再生冷却通道的激光类型、扫描策略及扫描参数进行优化；设计工艺支撑及工艺清粉口，得到推力室身部的工艺三维模型；利用推力室身部的工艺三维模型和优化后的变倾角螺旋再生冷却通道的激光类型、扫描策略及扫描参数，完成推力室身部增材制造。本发明能够有效提高推力室身部的成形精度及尺寸精度，对于高性能推力室的研制具有重要的指导和应用意义。
主权项:
1.一种包含变倾角螺旋再生冷却通道推力室身部的增材制造方法，其特征在于，包括：S1建立推力室身部的三维模型；S2以应力最小、支撑最少且可去除的原则，确定推力室身部的生长方向；S3根据推力室身部的三维模型和生长方向，得到推力室身部的宏观放缩三维模型；S4基于推力室身部的宏观放缩三维模型，得到反变形工艺设计三维模型；S5基于反变形工艺设计三维模型，在模型突变区域进行工艺补偿；S6对变倾角螺旋再生冷却通道的激光类型、扫描策略及扫描参数进行优化；S7基于工艺补偿后模型，设计工艺支撑及工艺清粉口，得到推力室身部的工艺三维模型；S8利用推力室身部的工艺三维模型和优化后的变倾角螺旋再生冷却通道的激光类型、扫描策略及扫描参数，完成推力室身部增材制造。
一种在线实时预测激光熔覆薄板变形方法及系统搭建
实质审查的生效专利号: CN118623783A
申请人: 南京航空航天大学
发明人: 刘洋;廖金镖;花志忠;谢德巧;田宗军;刘志东;上官世茂
申请日期: 2024-06-27
公开日期: 2024-09-10
IPC分类:
G01B11/16
摘要:
本发明公开了一种在线实时预测激光熔覆薄板变形方法，包括实时预测激光熔覆薄板变形系统的搭建、薄板变形图片的在线采集、薄板表面温度特征的在线采集、在线预测薄板变形的网络搭建。其中将采集回来的薄板变形图片进行图像处理，识别出薄板末端中心，通过与第一帧图片的y方向坐标差，得到变形位移；同时利用红外测温仪进行温度测量，得到温度特征；最后将变形位移和温度特征实时输入到预测网络LSTM中，超出阈值便停止打印，实现激光熔覆薄板变形的实时在线预测。激光熔覆由于其复杂的物理化学变化过程常常会导致加工过程中发生变形，从而导致成型件质量下降，温度为激光熔覆过程中较为容易得到的数据，通过红外测温设备即可实时的采集激光熔覆过程中的温度特征，这将大大减少监测成本与环节(温度为激光熔覆过程中较为容易得到的数据，大大减少监测成本与环节)。本发明在激光熔覆修复，激光直接制造复杂曲面薄壁件等金属增材制造领域有良好的应用前景。
主权项:
1.一种在线实时预测激光熔覆薄板变形方法及系统搭建；其特征在于：包括如下步骤：基于实时预测激光熔覆薄板变形系统的搭建；基于halcon视觉软件的薄板末端图片处理；基于红外线测温仪(IR-T)的薄板表面温度特征采集；基于LSTM网络的薄板末端Z方向变形预测；创建薄板末端Z方向变形监测界面。
一种基于钛酸锶介电层的放电装置制备方法及放电装置
实质审查的生效专利号: CN118600382A
申请人: 北京航空航天大学
发明人: 王方方;高明;张虎;徐惠彬
申请日期: 2024-06-25
公开日期: 2024-09-06
IPC分类:
C23C14/08
摘要:
本发明属于放电器技术领域，具体涉及一种基于钛酸锶介电层的放电装置制备方法及放电装置，包括选择锶合金粉和钛合金粉制备第一靶材，选择掺杂金属的氧化物作为第二靶材；采用独立的第一靶枪和第二靶枪分别对第一靶材和第二靶材进行溅射，磁控溅射时通过控制工艺参数，使溅射得到的钛酸锶介电薄膜的元素组分比符合预设关系；并对得到钛酸锶介电薄膜进行光子烧结得到钛酸锶介电层；将剪裁后的导电层、第一电介质层、防击穿层和第二电介质层依次堆叠排布，形成多个循环堆叠的模组，连接电极后进行封装，并在封装上层集成IGBT芯片，得到基于钛酸锶介电层的放电装置。
主权项:
1.一种基于钛酸锶介电层的放电装置制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤（1）钛酸锶介电层制备，选择锶合金粉和钛合金粉制备第一靶材，选择掺杂金属的氧化物作为第二靶材；采用独立的第一靶枪和第二靶枪分别对第一靶材和第二靶材进行溅射，磁控溅射时通过控制磁控溅射工艺参数，使溅射得到的钛酸锶介电薄膜的元素组分比符合预设关系，薄膜中的氧来自氧化物靶材和磁控溅射过程中通入的氧氩混合气体；并对得到钛酸锶介电薄膜进行光子烧结得到钛酸锶介电层；步骤（2）将剪裁后的导电层、第一电介质层、防击穿层和第二电介质层依次堆叠排布，形成多个循环堆叠的模组，得到放电功能结构；所述第一电介质层和第二电介质层为步骤（1）得到经光子烧结后的钛酸锶介电层；步骤（3）对步骤（2）得到的放电功能结构连接电极后进行封装，并在封装上层集成IGBT芯片，得到基于钛酸锶介电层的放电装置。
一种大尺寸薄壁零件的增材制造方法
实质审查的生效专利号: CN118577810A
申请人: 上海科技大学
发明人: 翟梓融;陈奕璇;武颖娜;欧尧;昌海
申请日期: 2024-06-25
公开日期: 2024-09-03
IPC分类:
B22F10/28
摘要:
本申请提供了一种大尺寸薄壁零件的增材制造方法，所述增材制造方法包括如下步骤：1)采用三维软件生成薄壁零件模型和薄壁零件内部空间的模型；2)在所述薄壁零件内部空间的模型中填充点阵胞元模型形成点阵结构模型；3)所述点阵结构模型和所述薄壁零件模型做布尔相加，形成一体设计模型；4)3D打印：根据所述一体设计模型，采用打印原料，设定打印参数，在保护气氛下打印出由薄壁零件实体和点阵结构实体组成的打印件；5)退火处理所述打印件；6)去除所述点阵结构实体。上述增材制造方法解决了大尺寸薄壁零件打印变形的问题，提升了一次成功率，使得制备得到的零件满足航空航天使用要求。
主权项:
1.一种大尺寸薄壁零件的增材制造方法，其特征在于，包括如下步骤：1)采用三维软件生成薄壁零件模型和薄壁零件内部空间的模型；2)在所述薄壁零件内部空间的模型中填充点阵胞元模型形成点阵结构模型；3)所述点阵结构模型和所述薄壁零件模型做布尔相加，形成一体设计模型；4)3D打印：根据所述一体设计模型，采用打印原料，设定打印参数，在保护气氛下打印出由薄壁零件实体和点阵结构实体组成的打印件；5)退火处理所述打印件；6)去除所述点阵结构实体。
一种基于热流耦合模型的复合材料增材制造件性能预测及强化方法
发明专利申请公布专利号: CN118673547A
申请人: 南京航空航天大学
发明人: 占小红;卜珩倡;肖丽;李晓东
申请日期: 2024-06-24
公开日期: 2024-09-20
IPC分类:
G06F119/14
摘要:
本发明公开了一种基于热流耦合模型的复合材料增材制造件性能预测及强化方法；包含一个基于热流耦合模型的增材件力学性能预测模型与一个基于喷嘴阶跃式螺线摆动的增材件性能强化方法。结合增材过程热流耦合模型求解结果及物理本质知识引导，将关键微观结构特征参数与力学性能预测模型建立联系，最终实现对复合材料增材件性能的准确预测；采用增材过程喷嘴阶跃式螺线摆动来缓释纤维内部应力，打破增材件强层间结合与低纤维损伤难兼得的矛盾，最终获得较优复材增材件综合性能。本发明可实现涉及繁多工艺条件的复合材料增材件力学性能的准确预测，同时可在不引入外热、力源的情况下，实现强层间结合与低纤维损伤兼得，最终可实现以较低成本实现复合材料增材件综合性能显著提升。
主权项:
1.一种基于热流耦合模型的复合材料增材制造件性能预测及强化方法，其特征在于，包含一个热流耦合模型，一个基于热流耦合模型的增材件力学性能预测模型，以及一种基于力学性能预测模型与喷嘴阶跃式螺线摆动的增材件性能强化方法；复合材料增材件性能受到增材过程纤维损伤、树脂结晶度分布、层间扩散深度及层间空隙形态多种因素协同影响，其性能准确预测极难；针对这一问题，结合增材过程热流耦合模型求解结果及物理本质知识引导，同时实现对增材过程纤维损伤、树脂结晶度分布、层间树脂扩散深度及层间空隙形态的准确仿真，最终实现对复合材料增材件性能的准确预测；具体地，首先，通过增材过程热流耦合模型构件与求解，得出增材过程纤维应力、层间界面压力、温度场及树脂流动场演化特征；随后，依据Hashin准则和纤维应力分布计算纤维强度受损率，依据蛇形模型、层间界面压力和温度场计算层间树脂扩散深度，利用Jeziorny修正的Avrami方程和温度场求解结果计算树脂结晶度分布，依据树脂流相场计算层间空隙分布；随后将这四种关键微观结构特征参数，转化为传统的复合材料代表性体积单元的材料强度、内聚力等热物性参数，实现复合材料增材件微观结构力学特性的准确预测；最后，实现宏观复合材料增材件的力学特性的准确预测；通过热流耦合模型与物理本质知识引导，可实现对涉及繁杂变量复材增材件力学性能的准确预测；同时，复合材料增材过程层间间隙高会抑制纤维损伤，削弱层间结合；层间间隙低会造成较严重的纤维损伤，但增强了层间结合强度；因此在保证纤维损伤较低的情况下获得较强的层间结合是提升复合材料增材件力学综合性能的关键；为达到这一目标，采用增材过程喷嘴阶跃式螺线摆动来缓释纤维内部应力，同时保证了层间间隙不至于过高导致层间压力过低及层间结合变弱；通过这种方法可以在确保层间压力在一定水平基础上，降低一定时间范围内纤维上的应力积累，最终在不引入外界辅助热、力源的情况下，同时实现强层间结合与低纤维损伤，最终获得较优复材增材件综合性能；此外，喷嘴阶跃式螺线摆动轨迹是多个不同高度上空间螺旋线的组合，一个周期内包含一个低水平高度螺线和一个高水平高度螺线，较低高度上螺线摆动幅度较大，较高高度上螺线摆动幅度较小，通过螺线摆动和高度阶跃两种方式，在保证层间维持一定压力的情况下协同降低增材过程纤维应力累积水平，同时保证强层间结合与纤维低损；再次，喷嘴阶跃式螺线摆动轨迹摆动幅度、螺线密度、阶跃高度、长度通过力学性能预测模型来进行优化；最后，低水平高度上螺线摆动幅度范围在0.15-0.35mm，高水平高度上螺线摆动幅度范围在0.1-0.25mm，螺线密度范围在2-10mm-1，阶跃高度范围在0.2-0.8mm，阶跃长度在1-3mm。
一种多向局部加载协同电弧增材薄壁件成形方法及设备
实质审查的生效专利号: CN118595614A
申请人: 南京航空航天大学
发明人: 占小红;季金晟;王磊磊;吕飞阅
申请日期: 2024-06-24
公开日期: 2024-09-06
IPC分类:
B33Y50/02
摘要:
本发明提供一种多向局部加载协同电弧增材薄壁件成形方法及设备，涉及金属增材制造领域。所述多向局部加载协同电弧增材薄壁件成形设备包括增材制造和等材制造两个模块，所述增材制造模块包含电弧增材机械臂、激光重熔机械臂、机械臂控制器、送丝机、焊机、气瓶、激光器和水冷机，所述等材制造模块包含辊轧机械臂和机械臂控制器；所述机械臂控制器控制电弧增材机械臂、激光重熔机械臂和辊轧机械臂的运动，所述送丝机、焊机和气瓶连接电弧增材机械臂，所述水冷机分别连接激光重熔机械臂和激光器。本发明采用激光重熔改善电弧增材侧表面质量，结合多向局部加载方式，控制构件精准成形、减少内部缺陷并提升性能，实现无模制造大高厚比薄壁件。
主权项:
1.一种多向局部加载协同电弧增材薄壁件成形方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：依据最终成形薄壁件尺寸，确定薄壁件长、宽、高方向上的加工余量，构建待成形的增材数模，并将数模划分为若干部分依次进行增材和塑性成形；步骤2：依据材料润湿性，确定薄壁件电弧增材和用于熔合层间间隙的激光重熔工艺参数，规划电弧焊枪和激光熔覆头的工艺路径，利用分层切片及路径规划软件对增材数模进行路径划分，输出电弧增材机械臂和激光熔覆机械臂的联动控制文件；步骤3：设置增材和重熔参数，执行联动控制文件，完成部分沉积态薄壁件的制备；步骤4：测量沉积态薄壁件尺寸并与最终成形薄壁件对比，设置各方向上的变形量和施加载荷，规划薄壁俩侧与薄壁上方轧辊的运动路径和加载顺序，编译多辊轧机械臂的联动控制文件；步骤5：执行多辊轧机械臂的联动控制文件，完成部分沉积态薄壁件的成形；步骤6：重复执行步骤2至步骤5的操作，直至完成薄壁件整体成形。
一种低密度沉淀强化钴基高温合金及其制备方法
实质审查的生效专利号: CN118685665A
申请人: 中国科学院金属研究所
发明人: 谢君;于金江;李金国;梁静静;盛乃成;侯桂臣;周亦胄;孙晓峰
申请日期: 2024-05-31
公开日期: 2024-09-24
IPC分类:
C22C19/07
摘要:
本发明属于钴基等轴晶高温合金技术领域，具体涉及一种低密度沉淀强化钴基高温合金及其制备方法。该合金合金化学成分按重量百分比为：Al：3～6％，W：3～8％，Ni：5～20％，Mo：0.5～3％，Ta：2～5％，Cr：8～15％，Hf：≤1.5％，Ti：0.5～4％，C：0.05～0.3％，B：≤0.05％，Nb：≤1％，余量Co。本发明通过等轴晶浇注方式获得的合金在室温条件下具有较高强度及塑性，γ′相体积分数大于60％，且分布均匀，合金密度约为8.3～8.8g·cm<supgt;?3</supgt;，低于目前常见γ′相沉淀强化合金密度，可作为航空航天发动机和燃气轮机热端构件的备选材料。
主权项:
1.一种低密度沉淀强化钴基高温合金，其特征在于，合金化学成分按重量百分比为：Al：3～6％，W：3～8％，Ni：5～20％，Mo：0.5～3％，Ta：2～5％，Cr：8～15％，Hf：≤1.5％，Ti：0.5～4％，C：0.05～0.3％，B：≤0.05％，余量Co。
一种用于高比重钨合金的等离子粉末制备设备及制备方法
实质审查的生效专利号: CN118385596A
申请人: 南京航空航天大学
发明人: 林开杰;顾冬冬;王仁轲;陈阳;冉刘;张玉玺
申请日期: 2024-05-22
公开日期: 2024-07-26
IPC分类:
B22F9/14
摘要:
本发明公开了一种用于高比重钨合金的等离子粉末制备设备及制备方法，包括粉末收集室和等离子喷枪，等离子喷枪安装在粉末收集室一侧，所述等离子喷枪与控制中心、循环过滤空气净化器、水冷箱及多个送粉箱连接，低熔点金属粉末和高熔点钨金属粉末分别通过送粉箱送入等离子喷枪内，随着等离子体气流朝粉末收集室喷出。本发明采用等离子喷枪对高比重钨合金粉末进行制备，利用钨金属粉末高熔点的特性实现单一粉末到合金粉末的制备，低熔点金属粉末熔化为液态在表面张力的作用下包裹在未熔化的高熔点钨金属粉末表面，实现低熔点金属粉末和高熔点钨粉末的快速复合制备合金粉末，有效的降低合金粉末的制备时间，提高了高比重钨合金的粉末生产效率。
主权项:
1.一种用于高比重钨合金的等离子粉末制备设备，其特征在于，包括粉末收集室和等离子喷枪，等离子喷枪安装在粉末收集室一侧，所述等离子喷枪与控制中心、循环过滤空气净化器、水冷箱及多个送粉箱连接，低熔点金属粉末和高熔点钨金属粉末分别通过送粉箱送入等离子喷枪内，随着等离子体气流朝粉末收集室喷出。
一种镍基高温合金恢复热处理效果综合性评价方法
实质审查的生效专利号: CN118412072A
申请人: 北京航空航天大学
发明人: 胡殿印;李明睿;王荣桥;潘锦超;尤文超
申请日期: 2024-05-07
公开日期: 2024-07-30
IPC分类:
G06T7/00
摘要:
本发明涉及一种镍基高温合金恢复热处理效果综合性评价方法，以镍基高温合金恢复处理后的微观组织为依据，借助图像处理方法实现力学性能相关的微观组织参数的快速提取，并结合熵值赋权法提出了一种恢复热处理效果综合性量化指标，实现对恢复热处理效果的评价。本发明解决了现有分析方法难以全面高效地实现恢复热处理效果评价的问题，在航空发动机及燃气轮机关重件延寿工作中具有较高的应用价值和前景。
主权项:
1.一种镍基高温合金恢复热处理效果综合性评价方法，其特征在于，实现步骤如下：（1）采用扫描电镜（SEM）观测恢复热处理后镍基高温合金枝晶干部位的微观组织，并拍摄包含清晰γ/γ’两相结构的SEM照片；（2）对SEM照片进行图像处理，依据镍基高温合金原始微观组织SEM图像的灰度分布来设定阈值，实现γ/γ’两相的区分；使用开运算和闭运算消除图像中误差的影响后，计算三种微观组织参数：γ’相平均体积分数、平均尺寸和立方度；（3）对步骤（2）中三种微观组织参数以越大越优为原则进行归一化处理，建立恢复热处理效果综合评价指标与微观组织参数之间的关系；（4）依据步骤（3）中得到的恢复热处理效果综合评价指数评价恢复热处理效果，指标值越大，反映恢复热处理后持久寿命越长，恢复热处理效果越好。
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)