一种超声电磁复合场辅助激光近净成形Al₂O₃基共晶陶瓷刀具的方法

摘要

本发明公布了一种超声电磁复合场辅助激光近净成形Al2O3基共晶陶瓷刀具的方法，属于一种刀具制造领域。本发明利用超声电磁复合场辅助激光近净成形系统增材制造Al₂O₃基共晶陶瓷刀具，具体步骤是：将干燥并磁化处理后的Al₂O₃和另一种陶瓷粉末分别放入送粉器两个粉筒中，以惰性气体作为送粉和保护气体并用高能激光束熔化注入熔池的陶瓷粉末。通过附加超声电磁复合场定向排列陶瓷晶粒，减小织构化过程阻力，实现Al₂O₃基共晶陶瓷刀具的高度均匀织构化结构，使Al₂O₃基共晶陶瓷刀具的物理性能产生异向性，可获得良好导热性能和机械强度，降低陶瓷刀具切削温度，延长刀具寿命，提高生产效率。

主权项

一种超声电磁复合场辅助激光近净成形Al₂O₃基共晶陶瓷刀具的方法，其特征在于，步骤如下：A.陶瓷粉末的磁化及超声振动系统和激光近净成形系统的预调节：将烘干后的陶瓷粉末置于稳恒强磁场工作平台并开启磁场发生器，在磁场强度为12～20T范围内磁化30min～120min；再开启超声波发生器，在频率为25～35kHz范围内搜索超声振动系统的谐振频率，在超声波输出功率密度为1.3～1.5W/cm²下工作5～8min；B.脉冲磁场发生器、超声振动系统及激光近净成形系统的参数设置和调节：脉冲磁场强度12～20T，占空比30％～60％，频率为5～20Hz，磁场方向与激光束方向平行；平台式超声发生装置的面积S cm²，初始超声功率为1.2×S～1.5×S W，在提升量Z轴方向上高度每增加0.5cm超声功率密度增加0.2‑0.4W/cm²；设置激光功率密度10⁴～10⁵W/cm²，送粉量为1.5～3g/min，Z轴提升速度为800～1500mm/min，打印扫描速度300～800mm/min；在超声电磁复合场内激光近净成形Al₂O₃基共晶陶瓷刀具；C.成形结束按先后顺序关闭激光器、送粉器、惰性气体，延后5～8min关闭脉冲磁场发生器和超声振动系统。