一种感应加热控制激光直接成形高温合金定向生长的方法

摘要

本发明公开了一种感应加热控制激光直接成形高温合金定向生长的方法。在高温合金激光直接成形过程中，基体底部采用了对流冷却，熔池沿Z轴方向散热，形成了Z向正温度梯度，使柱状晶沿Z轴方向外延生长。熔池两侧区域由于与保护气直接接触，在凝固过程中主要向保护气散热，使温度梯度向R方向偏转，从而导致柱状晶生长方向发生偏转，最终影响成形件的微观组织和力学性能。针对上述问题，采取感应加热线圈对熔池附近进行预热，抑制熔池向R方向散热，防止温度梯度发生偏转，保证Z向温度梯度在整个熔池凝固过程中起主导作用，使熔池周围两侧区域的定向晶仍沿Z轴方向生长，以此保证成形件最终获得连续完整的定向晶凝固组织和优异的力学性能。

主权项

一种感应加热控制激光直接成形高温合金定向生长的方法，其特征在于，使整个成形件具有更加完整的沿沉积方向外延生长的定向晶组织，包括以下步骤：1)根据成形零件的轮廓外形或者需要修复零件的基体轮廓形状确定感应线圈的形状，形状为零件轮廓的等距外轮廓曲线；2)将感应线圈(4)安装到合适位置，使线圈中间平面位于基体(3)成形表面以上0.5mm～5mm位置处，同时调整红外测温探头(5)位置，使红外测温光斑位于基体(3)成形表面以下0.2mm～3mm处，并设定红外控温系统的温度至500℃～1000℃；3)先打开连接在工作台(2)上的冷却水通道(1)，后打开感应加热装置，对基体成形表面附近区域预热至设定温度，打开激光金属直接成形系统，激光功率相对于正常激光成形降低10～30％，进行第一层熔覆成形；4)一层完成后，上升一个成形层高度0.1mm～1mm，感应线圈(4)和红外探头(5)上升相同的高度，进行下一层熔覆成形；5)重复(4)步骤，直到完成整个实体零件的激光直接成形，获得所需零件。