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一种增材制造高强塑钛合金及其制备方法和应用
未知状态专利号: CN115889812A
申请人: 上海交通大学
发明人: 熊智慧; 刘仕龙; 金学军
申请日期: 2022-11-23
公开日期: 2023-04-04
IPC分类:
B22F10/28
摘要:
本发明提供了一种增材制造高强塑钛合金及其制备方法和应用,属于金属材料增材制造技术领域。本发明首先提供粒径为15~53μm、化学组成为Fe 0.8~4.5wt%和余量Ti及不可避免杂质的球形钛合金粉末,然后将所述球形钛合金粉末在特定条件下进行选择性激光熔化增材制造,得到打印态合金;再将所述打印态合金进行热处理,得到高强塑钛合金。本发明采用共析元素Fe作为合金化元素,对人体无毒,经选择性激光熔化增材制造以及热处理两种工艺共同作用,所得钛合金具有良好的强塑性。
主权项:
1.一种高强塑钛合金的增材制造方法,包括以下步骤:提供球形钛合金粉末,所述球形钛合金粉末的粒径为15~53μm,化学组成为Fe 0.8~4.5wt%和余量Ti及不可避免的杂质;将所述球形钛合金粉末进行选择性激光熔化增材制造,得到打印态合金;所述选择性激光熔化增材制造的条件包括:激光功率为160~200W,扫描速度为600~1200mm/s,扫描间距为0.03~0.07mm,铺粉厚度为0.02~0.05mm;将所述打印态合金进行热处理,得到高强塑钛合金。
控制增材制造热变形的激光路径和支撑结构优化设计方法
实质审查的生效专利号: CN115600466A
申请人: 上海交通大学
发明人: 周明东; 刘义畅; 黄晓禹
申请日期: 2022-11-02
公开日期: 2023-01-13
IPC分类:
G06F111/06
摘要:
本发明公开了一种控制增材制造热变形的激光路径和支撑结构优化设计方法,涉及金属增材制造领域,包括以下步骤:定义设计域、设置材料物性参数;初始化设计变量;密度过滤、投影;计算各单元固有应变;增材制造过程热变形仿真;计算各设计响应;灵敏度分析;MMA算法求解优化模型、更新设计变量;判断收敛;优化结果后处理。本发明通过对支撑结构、激光路径的协同优化设计,可保证整体结构在增材制造逐层加工过程中的热变形可控,避免结构因热变形过大与铺粉装置发生碰撞,同时减少支撑结构用量,降低制造时间及成本。
主权项:
1.一种控制增材制造热变形的激光路径和支撑结构优化设计方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:步骤1、将包围给定本体结构的区域用正方体单元离散;定义本体结构所在区域为Ω1,其余区域为Ω2;激光路径优化的设计域为Ω1∪Ω2,支撑结构优化的设计域为Ω2;步骤2、初始化设计变量μ=(μ1,μ2,...,μn),用于间接表示结构有无;初始化设计变量ν=(ν1,ν2,...,νn),用于间接表示结构的相对密度;初始化设计变量d=(d1,d2,...,dn),用于表示各单元的激光扫描方向;其中,n为单元总数;步骤3、基于密度过滤和投影函数,将设计变量μ转化为直接表示结构有无的物理变量ρ=(ρ1,ρ2,…,ρn),将设计变量ν转化为直接表示单元相对密度的物理变量φ=(φ1,φ2,…,φn);步骤4、根据表示激光扫描方向的设计变量d=(d1,d2,…,dn),计算各单元固有应变ε=(ε1,ε2,...,εn);步骤5、基于SIMP公式,建立整体结构刚度插值模型;步骤6、基于固有应变法,建立整体结构逐层加工过程有限元仿真模型并求解,获得整体结构在增材制造加工过程中的热变形;步骤7、计算设计响应,包括增材制造过程顶层结构最大热变形Q、支撑结构体积分数V、悬挂角度约束响应G;步骤8、计算各设计响应对各设计变量的灵敏度;步骤9、建立优化模型,并基于移动渐近线算法求解,更新设计变量μ、ν、d;步骤10、判断迭代是否收敛;如果所有约束均满足,且连续10步目标函数相对变化量小于1%,则转到步骤11,否则转到所述步骤3;步骤11、对支撑结构优化结果进行后处理;根据设计变量d的优化结果,生成加工各层结构的激光扫描路径。
金属薄壁形件的增材制造装置及方法
实质审查的生效专利号: CN115555584A
申请人: 上海交通大学
发明人: 东青;杨江波;张佼;孙宝德
申请日期: 2022-10-25
公开日期: 2023-01-03
IPC分类:
B22F10/10
摘要:
本发明公开了一种金属薄壁形件的增材制造装置及方法,其中金属薄壁形件的增材制造装置包括喷射系统、工作室、设置在工作室内的基板和能够带动基板按照预设路线运动的运动组件,所述基板上方设置有用于凝固喷射系统喷射出熔体的凝固区,所述凝固区的一侧设置有冷却壁、另一侧设置有挡片。本申请采用连续的金属液流直接进行工件打印,既可以得到较好的内部组织,又可以得到较高的制备效率,具有较好的技术发展前景。
主权项:
1.一种金属薄壁形件的增材制造装置,其特征在于,包括喷射系统、工作室、设置在工作室内的基板和能够带动基板按照预设路线运动的运动组件,所述基板上方设置有用于凝固喷射系统喷射出熔体的凝固区,所述凝固区的一侧设置有冷却壁、另一侧设置有挡片。
一种增材制造高强韧β钛合金材料及其制备方法
发明专利权授予专利号: CN115537600A
申请人: 上海交通大学;
发明人: 李铸国;庞小通;孙军浩;冯珂
申请日期: 2022-10-19
公开日期: 2023-10-13
IPC分类:
C22F1/18
摘要:
本发明公开了一种增材制造高强韧β钛合金材料,涉及金属材料增材制造领域,按照质量百分比包含如下组分:Al 2.0~5.0%、Mo 4.0~7.0%、Cr 5.0~8.0%、V 3.0~6.0%、Ni 1.0~3.0%、Nb 1.0~3.0%、Zr 0.1~1.0%、B 0.05?0.25%、余量为Ti。所述增材制造高强韧β钛合金打印态抗拉强度≥900MPa,总延伸率18~20%;所述增材制造高强韧β钛合金热处理后抗拉强度为1180~1540MPa,总延伸率3.2~12%。本发明还公开了一种增材制造高强韧β钛合金材料的方法,包括3D打印步骤获得打印态高强韧β钛合金材料和后续固溶时效热处理步骤获得含有α+β双相组织的高强韧β钛合金材料。本发明通过调整合金元素含量,并添加一定量B元素,结合3D打印和热处理,获得强韧匹配的高强韧β钛合金材料。该制备方法简单,工艺窗口大,制备的材料具有广泛的应用前景。
主权项:
1.一种增材制造高强韧β钛合金材料,其特征在于,所述高强韧β钛合金材料按照质量百分比包含如下组分:Al 2.0~5.0%、Mo 4.0~7.0%、Cr 5.0~8.0%、V 3.0~6.0%、Ni1.0~3.0%、Nb 1.0~3.0%、Zr 0.1~1.0%、B 0.05-0.25%,余量为Ti;所述增材制造高强韧β钛合金打印态抗拉强度≥900MPa,总延伸率18~20%,力学性能无明显各向异性;所述增材制造高强韧β钛合金热处理后抗拉强度1180~1540MPa,总延伸率3.2~12%。
一种镁锂合金电弧增材制造焊丝及其制备和增材制造方法
发明专利权授予专利号: CN115401361A
申请人: 上海交通大学; 上海航天精密机械研究所; 洛阳晟雅镁合金科技有限公司
发明人: 刘宏杰;刘文才;吴国华;童鑫;庞松;肖旅;候正全;戴铮;陈培军
申请日期: 2022-10-13
公开日期: 2024-01-30
IPC分类:
B23K35/40
摘要:
本发明公开了一种镁锂合金电弧增材制造焊丝及其制备和增材制造方法,该焊丝包括以下质量百分含量的元素组成:Li 6~14wt.%、Al 1~5wt.%、Zn 1~5wt.%、RE 0.2~3wt.%,余量为Mg及不可避免的杂质。通过熔炼、挤压及表面处理工艺后可获得的镁锂合金丝材。使用该焊丝的工艺参数为:电流为60A~180A,送丝速度为1000~3000mm/min,焊接速度为100~300mm/s,焊接速度与送丝速度的比为2~15,完成增材制造后,将镁锂合金工件进行固溶热处理。本发明能够克服传统制造工艺的束缚,实现了晶粒的细化,有利于提高镁锂合金工件的力学性能。使用该工艺方法能够带来结构和材料上的双重减重,具有广阔的应用前景。
主权项:
1.一种镁锂合金电弧增材制造焊丝,其特征在于,所述镁锂合金电弧增材制造焊丝包括以下质量百分含量的各元素:Li 6~14wt.%、Al 1~5wt.%、Zn 1~5wt.%、RE 0.2~3wt.%,余量为Mg及不可避免的杂质,所述稀土元素包括Yb、Gd、Dy、Er、Tb、Ho、Y中一种或多种。
一种镁稀土合金大型复杂构件的热处理方法
发明专利权授予专利号: CN115505858A
申请人: 上海交通大学; 上海航天精密机械研究所
发明人: 童鑫; 吴国华; 张亮; 刘文才; 戚方舟; 肖旅; 庞松; 陈舸
申请日期: 2022-09-29
公开日期: 2022-12-23
IPC分类:
C21D9/00
摘要:
本发明公开了一种镁稀土合金大型复杂构件的热处理方法,包括先将镁稀土合金大型复杂构件加热到高温下进行固溶处理,随后对镁稀土合金大型复杂构件采用先慢冷后快冷的两段式冷却方式使其温度降低到室温,最后对镁稀土合金大型复杂构件采用先高温后低温的两段式加热进行时效处理。本发明不仅能够显著改善大型复杂镁稀土合金构件在常规水淬冷却过程中的变形开裂问题,大幅提高镁稀土合金产品的成品率,还能保证构件良好的固溶和时效处理效果,有效提高大型复杂镁稀土合金构件的力学性能。
主权项:
1.一种镁稀土合金大型复杂构件的热处理方法,其特征在于,所述热处理方法包括如下步骤:先将镁稀土合金大型复杂构件加热到高温下进行固溶处理,随后对镁稀土合金大型复杂构件采用两段式冷却使其温度降低到室温,最后对镁稀土合金大型复杂构件采用两段式时效处理。
一种双相颗粒增强增材铝合金及其制备方法
发明专利权授予专利号: CN115430843A
申请人: 上海交通大学;
发明人: 吴一;孙腾腾;唐梓珏;王洪泽;廉清;汪明亮;王浩伟
申请日期: 2022-08-16
公开日期: 2024-10-18
IPC分类:
B22F10/28
摘要:
本发明设计了一种双相颗粒增强增材制造铝合金及其制备方法,所述RE/TiB2?Al?M合金粉末球形度高,组织内同时具有两种弥散分布的纳米陶瓷颗粒,且适用于各体系铝合金。本发明采用超声辅助的原位自生方法和高能球磨工艺分别引入增强相颗粒和细化剂元素,原位自生有利于促进材料内形成的微纳米TiB2颗粒的均匀分散,发挥其异质形核作用和增强作用;球磨引入有利于充分发挥Ti/Zr等RE细化剂的异质形核和晶粒细化作用,获得球度较高,可实现大规模生产的铝合金粉末。合金粉末通过激光增材制造的快速凝固后获得高致密度,无裂纹,近全等轴细晶组织的高性能构件。
主权项:
1.一种双相颗粒增强增材铝合金的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:S1制备Al-M-TiB2合金:按照配比将55-92wt%高纯Al、1-10wt%Al-M中间合金、3.5-36.2wt%KBF4以及3.45-34.5wt%K2TiF6加入混合熔体中进行熔炼,同时辅以机械搅拌和超声,然后浇铸,制备获得颗粒均匀的Al-M-TiB2合金铸锭;S2真空气雾化制粉:在保护气作用下,在过热度为4004600℃下,将S1步骤中获得的合金铸锭熔化获得合金铸锭熔体,然后在雾化压力2-6MPa下,进行真空气雾化制粉获得合金粉末;S3球磨制粉:将S2获得的合金粉末与高纯稀土(缩写为RE)金属粉末共同球磨,获得RE-TiB2-Al-M合金粉末,然后干燥,获得干燥后RE-TiB2-Al-M合金粉末,其中,所述高纯稀土金属粉末、合金粉末质量之比为0.1:99.941:99,且所述高纯稀土金属粉末、合金粉末质量之和与球磨球的质量比为1:10420;S4激光增材制造成型:将S3获得的RE-TiB2-Al-M合金粉末进行激光增材制造成型,得到所述双相颗粒增强增材铝合金。
一种增材制造用循环使用粉末可用性的判定方法
发明专利申请公布后的驳回专利号: CN115055695A
申请人: 上海交通大学; 上海工程技术大学; 北京动力机械研究所
发明人: 杜大帆; 董安平; 王轩; 张莹; 何林; 孔源; 孙宝德; 郑俊超; 白洁
申请日期: 2022-06-24
公开日期: 2022-09-16
IPC分类:
B22F10/28
摘要:
本发明提供一种增材制造用循环使用粉末可用性的判定方法,该方法包括以下步骤:测定待测粉末的粒径分布;对在预设粒径分布范围内的粉末,测定其宽径比fs和球形度fc;如fs、fc值大于预设值,则测定其氧含量;如氧含量低于预设氧含量值,则测定其流动性;如流动性满足预设条件,则测定其振实密度;若振实密度大于预设振实密度值,则判定待测粉末在增材制造中具备可用性。本发明利用上述的检测流程对增材制造过程中循环使用的粉末的可用性进行性能检测,对于粉末可用性的测定具有较高的准确性,在金属材料的生产、检测等领域具有广阔的应用前景。
主权项:
1.一种增材制造用循环使用粉末可用性的判定方法,其特征在于,包括:S1、测定待测粉末的粒径分布,并判断待测粉末的粒径是否在预设粒径分布范围内,若待测粉末的粒径在预设粒径分布范围内,则执行S2;S2、测定待测粉末的宽径比fs和球形度fc,并判断待测粉末的宽径比fs和球形度fc是否均大于预设值;若宽径比fs和球形度fc均大于预设值,则执行S3;S3、测定待测粉末的氧含量,并判断待测粉末的氧含量是否低于预设氧含量值;若待测粉末的氧含量低于预设氧含量值,则执行S4;S4、测定待测粉末的流动性,并判断待测粉末的流动性是否满足预设条件,若待测粉末的流动性满足预设条件,则执行S5;S5、测定粉末的振实密度,判断粉末的振实密度是否大于预设振实密度值,若粉末的振实密度大于预设振实密度值,则判定待测粉末在增材制造中具备可用性。
一种增材制造α凝固TiAl基合金组织的热处理方法
发明专利权授予专利号: CN115044848A
申请人: 上海交通大学
发明人: 王林;华学明;沈忱;张跃龙;李芳;周雯露;忻建文
申请日期: 2022-06-15
公开日期: 2023-05-12
IPC分类:
C22F1/18
摘要:
本发明公开了一种消除增材制造α凝固TiAl基合金组织不均匀性和各向异性的热处理方法,具体涉及增材制造金属材料技术领域。根据对不同成分TiAl基合金的相转变温度的精确分析,设计相应的热处理温度、保温时间和冷却速率,可以实现对多种增材制造α凝固TiAl基合金组织的调控。通过使用该热处理方法,既可以消除增材制造α凝固TiAl基合金的组织不均匀性和各向异性,又可以获得均匀的全片层晶团组织。本发明具有工序简单、效率高、成本低以及普适应强等优点。
主权项:
1.一种消除增材制造α凝固TiAl基合金组织不均匀性和各向异性的热处理方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,采用增材制造工艺制备TiAl基合金沉积件;步骤2,将所述TiAl基合金沉积件切割成大小一致的TiAl基合金块状试样,然后打磨、清洗、干燥;步骤3,对TiAl基合金块状试样进行差热分析实验,获得准确的相变温度,确认α相的相变温度Tα,即α单相区的下限温度;步骤4,将所述TiAl基合金块状试样放入热处理炉,使所述TiAl基合金块状试样升温至Tα以上10℃至80℃,处于α单相区并保温,保温完成后冷却至室温;步骤5,将经过步骤4热处理的试样再次放入热处理炉中,加热至700℃-900℃,保温1h-10h,保温结束后,关闭热处理炉,使试样随炉冷却至室温。
γ"相强化镍基多主元合金及设计方法和增材制造方法
实质审查的生效专利号: CN114990386A
申请人: 上海交通大学
发明人: 董安平;潘云炜;周阳;杜大帆;孙宝德
申请日期: 2022-06-10
公开日期: 2022-09-02
IPC分类:
B33Y50/02
摘要:
本发明提供一种γ″相强化镍基多主元合金及设计方法和增材制造方法,该镍基多主元合金包括基体γ相和立方状的有序γ″相,所述有序γ″相在所述镍基多主元合金中均匀分布,按原子百分比计,所述镍基多主元合金的成分为:20~28at.%Co、20~28at.%Cr、0.5~6at.%Nb、0.5~6at.%V、余量为Ni。本发明的镍基多主元合金通过错配度更大的γ″相强化,获得了更好的强化效果,本发明能够使增材制造的镍基高温合金的裂纹得到有效控制,并保证镍基高温合金在高温下的力学性能。
主权项:
1.一种γ″相强化镍基多主元合金,其特征在于,包括基体γ相和立方状的有序γ″相,所述有序γ″相在所述镍基多主元合金中均匀分布,按原子百分比计,所述镍基多主元合金的成分为:20~28at.%Co、20~28at.%Cr、0.5~6at.%Nb、0.5~6at.%V,余量为Ni。
一种非热处理高强韧压铸铝合金及其制备方法
发明专利权授予专利号: CN115029588A
申请人: 上海交通大学
发明人: 李德江;王雪杨;曾小勤;李子昕;胡波
申请日期: 2022-06-08
公开日期: 2023-06-06
IPC分类:
C22C21/00
摘要:
本发明涉及一种非热处理高强韧压铸铝合金及其制备方法,该铝合金包含按重量百分比计的如下元素:Ce:6~8wt.%,Mg:1.4~2.8wt.%,Si:0.8~1.6wt.%,不可避免杂质元素小于或等于0.3wt.%,余量为Al元素。本发明将稀土元素Ce与元素Mg、Si通过严格的摩尔分数比,以AlCeSi相作为α?Al晶粒的形核基底,实现对合金晶粒的细化;以AlCeSi相、Al11Ce3相(或Mg2Si相)作为第二相颗粒,实现对合金的第二相强化;较大冷速的压铸工艺可以获得含Mg元素的α?Al固溶体,实现对合金的固溶强化,从而在获得较高强度的同时兼具一定的塑性。所述铝合金的制备工艺为压力铸造,无需经过后续的热处理,铸态下屈服强度大于140MPa,抗拉强度大于250MPa,延伸率大于10%,并且具有良好的压铸性能。
主权项:
1.一种非热处理高强韧压铸铝合金,其特征在于,包含以下重量百分比的元素成分:Ce6~8wt.%,Mg 1.4~2.8wt.%,Si 0.8~1.6wt.%,余量为Al元素与不可避免的杂质元素。
高温合金铸造工艺参数的获取方法和确定方法及铸造工艺
实质审查的生效专利号: CN115171815A
申请人: 上海交通大学;
发明人: 康茂东;王俊;余慧澎;刘雅辉;朱志旺;周阳;高海燕;孙宝德
申请日期: 2022-06-07
公开日期: 2022-10-11
IPC分类:
G16C60/00
摘要:
本发明提供一种高温合金铸造工艺参数的获取方法和确定方法及铸造工艺,获取方法采用数据驱动的方式提取已知高温合金材料的已知铸造工艺参数。高温合金铸造工艺参数的确定方法包括:将IN718高温合金作为基准高温合金,采用上述的获取方法获取IN718高温合金的已知铸造工艺参数,确定IN718高温合金的基准铸造工艺参数;采用热力学计算软件计算IN718高温合金的与铸造工艺性能相关的热物性参数;对于实际浇注的目标牌号高温合金,采用热力学计算软件计算目标牌号高温合金的与铸造工艺性能相关的热物性参数,从而得到目标牌号高温合金的浇注工艺参数。本发明利用高温合金材料的共性热物性特征及其相似的铸造工艺性能,具有低成本、快速准确的优点。
主权项:
1.一种高温合金铸造工艺参数的获取方法,其特征在于,包括:采用数据驱动的方式提取已知高温合金材料的已知铸造工艺参数。
一种单晶高温合金铸造性能评估装置及评估方法
发明专利权授予专利号: CN115047160A
申请人: 上海交通大学
发明人: 曾龙;夏明许;李军;李建国
申请日期: 2022-04-28
公开日期: 2023-11-03
IPC分类:
G01N33/20
摘要:
本发明涉及一种单晶高温合金铸造性能评估装置及评估方法,装置包括熔体充型性能评估模具、铸件收缩性能评估模具、单晶完整性能评估模具、铸件应力产生趋势评估模具。采用铸造性能评估装置和定向凝固方法获相应的铸件,通过对具有特征结构的铸件进行检测,获得单晶高温合金的熔体充型性能评估数据、单晶高温合金铸件收缩性能评估数据、单晶高温合金单晶完整性能评估数据和单晶高温合金铸件应力产生趋势评估数据,并在此基础上单晶高温合金铸造性能评估数据库。本发明方法能够对单晶高温合金的铸造性能进行综合评估,为新一代高性能航空发动机高压涡轮叶片的机构设计和工艺制备建立可靠的理论基础。的基础理论支撑和保证。
主权项:
1.一种单晶高温合金铸造性能评估装置,其特征在于,包含:熔体充型性能评估模具:包括约束熔体流向的浇口杯、为液态金属充型提供压力的压头、作为液态金属充型路径的主浇道和横浇道、与横浇道连通的充型性能测试腔体以及设于所述充型性能测试腔体下端的螺旋选晶器;铸件收缩性能评估模具:包括约束液体流向的浇口杯、为液态金属充型提供压力的压头、作为液态金属充型路径的主浇道和横浇道、与横浇道连通的螺旋选晶器以及设于所述螺旋选晶器上端的铸件收缩性能测试腔体;单晶完整性能评估模具:包括约束液体流向的浇口杯、为液态金属充型提供压力的压头、设于压力下部的单晶完整性测试型腔以及设于所述单晶完整性测试型腔下端的螺旋选晶器,所述的单晶完整性测试型腔由型腔主体和设于所述型腔主体上的缘板组成;铸件应力产生趋势评估模具:包括约束液体流向的浇口杯、为液态金属充型提供压力的压头、设于压力下部的单晶应力测试型腔以及设于所述单晶应力测试型腔下部的螺旋选晶器,所述的单晶应力测试型腔由型腔主体、设于所述型腔主体上的缘板、以及下端的转接角组成。
一种可快速高温固溶处理的镁稀土合金轮毂及其制备方法
实质审查的生效专利号: CN116770143A
申请人: 宝钢金属有限公司; 上海交通大学
发明人: 付彭怀; 唐伟能; 王迎新; 郑亚; 王科; 彭立明; 胡勇; 祁卫东; 丁文江
申请日期: 2022-03-11
公开日期: 2023-09-19
IPC分类:
B22D21/04
摘要:
一种可快速高温固溶处理的镁稀土合金轮毂及其制备方法,所述镁合金成分重量百分比为:Nd:1.4~2.0%,Gd:2.0~3.0%,Zn:0.04~0.20%,La:0.1~0.4%,Zr:0.3~0.7%,杂质元素总量≤0.2%,其余为Mg。镁合金中复合添加La元素和Nd、Gd元素,利用La元素提高Mg?Nd析出相的强化效果,结合引入Mg?La相的弥散强化作用,同时,利用La元素在合金中生成的Mg<subgt;12</subgt;La相的钉扎晶界,有效抑制镁合金晶粒的粗化,从而避免由于固溶处理温度的提升导致的合金力学性能的降低,使采用高温固溶处理制备的镁合金轮毂力学性能能够满足汽车轮毂的要求。显著缩短了镁合金汽车轮毂制备过程中的高温固溶时间,镁合金汽车轮毂的生产效率得到了明显提升,大大降低镁合金汽车轮毂的制造成本,满足镁合金汽车轮毂大批量生产的要求。
主权项:
1.一种可快速高温固溶处理的镁稀土合金轮毂,其特征在于,所述镁合金成分重量百分比为:Nd:1.4~2.0%,Gd:2.0~3.0%,Zn:0.04~0.20%,La:0.1~0.4%,Zr:0.3~0.7%,杂质元素总量≤0.2%,其余为Mg。
利用超声场和激光表面重熔提高合金高温抗氧化性的方法
发明专利权授予专利号: CN114525462A
申请人: 上海交通大学;
发明人: 何林;董安平;杜大帆;隋大山;孙宝德;董振标;李建平;刘朝明;桂大兴
申请日期: 2022-02-11
公开日期: 2022-12-20
IPC分类:
C23C24/10
摘要:
本发明提供一种利用超声场和激光表面重熔提高合金高温抗氧化性的方法,包括:提供高温合金试样,将高温合金试样与超声波发生器连接,使得超声波能加载在高温合金试样上;使用大功率、大光斑直径的激光,第一次重熔高温合金试样的表面;采用低功率、小光斑直径的激光,第二次重熔高温合金试样的表面;对第二次重熔后的表面进行缺陷处理。本发明将大光斑激光、小光斑激光和超声波结合,在表面形成多层次的小晶粒,合金从表面到基体形成超细晶、细晶和基体粗晶结构,相较于现有技术,合金表面晶粒呈多层次的梯度分布,晶粒更加细小、缺陷较少,具有更优异的抗氧化性能。
主权项:
1.一种利用超声场和激光表面重熔提高合金高温抗氧化性的方法,其特征在于,包括:提供高温合金试样,将高温合金试样与超声波发生器连接,使得超声波能加载在高温合金试样上;使用大功率、大光斑直径的激光,第一次重熔高温合金试样的表面;采用低功率、小光斑直径的激光,第二次重熔高温合金试样的表面;对第二次重熔后的表面进行缺陷处理。
一种非热处理强化高强高韧压铸铝硅合金及其制备方法
发明专利权授予专利号: CN114411020A
申请人: 上海交通大学;
发明人: 彭立明;袁灵洋;杨磊;肖刚;杨超
申请日期: 2022-01-13
公开日期: 2022-10-14
IPC分类:
C22C21/04
摘要:
本发明公开了一种非热处理高强高韧压铸铝硅合金及其制备方法。该合金中各组分的重量百分比为:Si 8.0?10.0%、Mg 0.1?0.5、Mn 0.5?0.8%、Cu 0.05?0.5%、Ti 0.05?0.2%、Sr 0.01?0.05wt.%、V 0.01?0.1%、RE 0.01?0.15%、Fe<0.2wt.%;其他杂质总量和≤0.4%,余量为Al。在Sr变质细化共晶Si的基础上,制备时引入V和RE元素,进一步显著细化共晶Si组织,使合金在含有较高Si含量的情况下获得高强、高韧的特性,从而满足大型车身结构件对压铸铝合金材料流动性,强度,塑性的要求。该合金可在压铸态条件下获得:屈服强度120?160MPa,抗拉强度260?320MPa,延伸率10?15%;其在压铸态下具有高强高韧的特点,并可实现良好的压铸性能。
主权项:
1.一种非热处理强化高强高韧压铸铝硅合金,其特征在于,所述压铸铝硅合金中各组分的重量百分比为:Si 8.0-10.0%、Mg 0.1-0.5、Mn 0.5-0.8%、Cu 0.05-0.5%、Ti 0.05-0.2%、Sr 0.01-0.05wt.%、V 0.01-0.1%、RE 0.01-0.15%、Fe<0.2wt.%;其他杂质总量和≤0.4wt.%,余量为Al。
一种提高Mg-Zr中间合金对镁合金细化效果的方法
发明专利权授予专利号: CN114262811A
申请人: 上海交通大学
发明人: 童鑫;吴国华;张亮;戚方舟;王岐蔓
申请日期: 2021-12-23
公开日期: 2022-10-14
IPC分类:
C22C23/00
摘要:
本发明公开了一种Mg?Zr中间合金对镁合金细化效果的方法,包括将Mg?Zr中间合金进行加热重熔并随后进行热处理的步骤,使得商用Mg?Zr中间合金中颗粒Zr向溶质原子Zr的大幅度转变,同时还能够显著细化未溶解Zr核的尺寸,改善其在Mg基体中的位向关系,大幅度提高其对镁合金的细化效果与衰退效应,且本发明的技术方案操作简单,非常适合于工业化推广应用。
主权项:
1.一种提高Mg-Zr中间合金对镁合金细化效果的方法,其特征在于,包括将Mg-Zr中间合金进行加热重熔并随后进行热处理的步骤。
一种耐盐溶液腐蚀纳米颗粒增强Mg-Al合金的制备方法
发明专利申请公布后的驳回专利号: CN114182132A
申请人: 上海交通大学
发明人: 王奎;李浩楠;徐高鹏;蒋海燕;王渠东;丁文江
申请日期: 2021-11-29
公开日期: 2022-03-15
IPC分类:
C22C1/10
摘要:
本发明公开了一种耐盐溶液腐蚀纳米颗粒增强Mg?Al合金的制备方法。本方法通过使用纳米颗粒分批加入辅以变频高能超声处理法将纳米颗粒引入合金熔体内,并采用冷速相对较低的模具进行冷却成型。由于凝固过程的冷却速度较低,固液界面前沿的凝固速度不足以吞没熔体中分散的纳米颗粒,使得纳米颗粒能够被推移在初生α?Mg的表面,在α?Mg与共晶β?Mg17Al12相界面处富集,形成纳米颗粒层,阻碍Cl~离子在晶界处的进一步渗透,减缓合金腐蚀。此外,纳米颗粒层能够阻碍Al熔质扩散,使得大量的Al熔质原子过饱和固溶在α?Mg基体中,提高α?Mg基体的电势,降低与β?Mg17Al12相的电势差,大幅度降低α?Mg与β?Mg17Al12之间的电偶腐蚀速度,从而增强Mg?Al合金在中性盐水环境中的抗腐蚀性能。
主权项:
1.一种耐盐溶液腐蚀纳米颗粒增强Mg-Al合金的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:S1、将待添加的纳米颗粒分为若干份并用铝箔包裹,得到颗粒铝包并保温;S2、将原料镁、铝和锌混匀,加热融化后保温,得到合金熔体;S3、将步骤S2所得合金熔体降温,把步骤S1所得颗粒铝包逐一加入合金熔体中;颗粒铝包加入时,首先将其压入到所述合金熔体中,再进行超声震荡处理;S4、将步骤S3处理后的合金熔体升温并保温,再浇铸,控制冷却速度为5~10K/s,冷却后即得所述合金。
一种外加纵向磁场作用下电弧双丝增材制造的装置和方法
实质审查的生效专利号: CN113909635A
申请人: 上海交通大学
发明人: 王林;华学明;沈忱;张跃龙;李芳;忻建文;周雯露
申请日期: 2021-10-20
公开日期: 2022-01-11
IPC分类:
B23K9/04
摘要:
本发明公开了一种外加纵向磁场作用下电弧双丝增材制造的装置,涉及增材制造领域,包括电弧双丝增材制造机架主体、电弧发生装置、电磁线圈、电源、送丝机构以及工作台,其中,电磁线圈安装在所述电弧发生装置的焊枪上,保证电磁场始终作用于电弧融化金属焊丝所产生的熔池上。本发明还公开了一种外加纵向磁场作用下电弧双丝增材制造的方法,利用电弧作为热源,作用于两种不同成分的金属焊丝,调整金属焊丝的角度,并使其熔化形成所述熔池,熔池在电磁力作用下,获得充分流动。本发明能够实现直流磁场、交变磁场的灵活调控,具有非接触、灵活调控、成本低等优点,可以实现电弧双丝增材制造合金组织和性能的改善。
主权项:
1.一种外加纵向磁场作用下电弧双丝增材制造的装置,其特征在于,包括电弧双丝增材制造机架主体、电弧发生装置、电磁线圈、电源、送丝机构以及工作台,其中,所述电磁线圈安装在所述电弧发生装置的焊枪上,保证电磁场始终作用于电弧融化金属焊丝所产生的熔池上,所述金属焊丝包括第一焊丝和第二焊丝。
一种稀土高温合金构筑材料及其超限精密铸造方法
实质审查的生效专利号: CN113802030A
申请人: 上海交通大学;
发明人: 康茂东;王俊;吴贇;朱志旺;刘雅辉;周阳;高海燕;孙宝德
申请日期: 2021-10-14
公开日期: 2021-12-17
IPC分类:
C22C19/03
摘要:
本发明提供一种稀土高温合金构筑材料及其超限精密铸造方法,材料包括以下组分及质量百分含量:稀土元素0.0001%?2.0%;余量为高温合金;稀土元素为Sc,Y,La系元素中一种或多种。超限精密铸造方法为:进行结构拓扑或分形设计,得到所需的构筑结构;采用蜡模3D打印技术,制备上述构筑结构的蜡模,压制浇冒系统蜡模,将浇冒系统蜡模组装到构筑结构蜡模上,再进行多次粘浆与淋砂操作,其中第二次淋砂后,进行充芯操作,脱蜡焙烧后,熔炼稀土高温合金棒材,进行重力或离心精密铸造,获得最终稀土高温合金构筑材料。本发明大幅提高了高温合金的可成型性能,使其能够良好的填充复杂密集间隙结构,为构筑材料研制提供了基础材料。
主权项:
1.一种稀土高温合金构筑材料,其特征在于,所述材料包括以下组分及质量百分含量:稀土元素 0.0001%-2.0%余量为高温合金;其中:稀土元素为Sc,Y,La系元素中一种或多种。
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)
💡 技术分类说明: 悬停在图表柱子上查看:
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)