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公开(公告)号：CN110976849B
公开(公告)日：2021-02-19
申请号：CN201911419927.8
申请日：2019-12-31
Applicant: 湖南大学
Abstract: 一种原位合成氧化铝颗粒增强镍基复合材料的激光3D打印方法，先将镍基合金与纯铝粉末机械球磨，并对球磨后的粉末粒径筛选，并初步优化激光3D打印工艺窗口；采用比色高温计定点记录熔池温度变化曲线，提取并计算温度曲线的平均峰值温度T、固相线与温度曲线的截距t及熔池平均冷却速率ξ；根据1.4Tm≤T≤1.8Tm，0.55s≤t≤0.95s，ξ≥3.5×103℃/s原则对工艺参数进行优化，获得的优化工艺窗口：激光输出功率为800～1200W，离焦量‑2.5mm，激光光斑直径2~3mm，扫描速度为8～14mm/s，送粉量为12‑16g/min；本发明能在成形过程中原位合成氧化铝颗粒，提高镍基成形件的力学性能。
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公开(公告)号：CN110976849A
公开(公告)日：2020-04-10
申请号：CN201911419927.8
申请日：2019-12-31
Applicant: 湖南大学
Abstract: 一种原位合成氧化铝颗粒增强镍基复合材料的激光3D打印方法，先将镍基合金与纯铝粉末机械球磨，并对球磨后的粉末粒径筛选，并初步优化激光3D打印工艺窗口；采用比色高温计定点记录熔池温度变化曲线，提取并计算温度曲线的平均峰值温度T、固相线与温度曲线的截距t及熔池平均冷却速率ξ；根据1.4Tm≤T≤1.8Tm，0.55s≤t≤0.95s，ξ≥3.5×103℃/s原则对工艺参数进行优化，获得的优化工艺窗口：激光输出功率为800～1200W，离焦量-2.5mm，激光光斑直径2~3mm，扫描速度为8～14mm/s，送粉量为12-16g/min；本发明能在成形过程中原位合成氧化铝颗粒，提高镍基成形件的力学性能。
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公开(公告)号：CN107790717B
公开(公告)日：2019-06-14
申请号：CN201711073906.6
申请日：2017-11-05
Applicant: 湖南大学
CPC classification number: Y02P10/295
Abstract: 本发明公开了一种实现镍基合金晶体学织构调控的准连续激光金属3D打印方法，先将激光输出设置为准连续激光模式，再对激光金属3D打印工艺窗口进行初步优化；利用有限元传热模型对初步优化参数下的熔池温度场进行计算；提取单个脉冲周期内激光关闭期间熔池移动边界的温度梯度G及冷却速率ξ，根据组织生长理论模型，计算出单个脉冲内柱状枝晶的生长长度L；根据扫描速度V与脉冲频率f比值等于0.5～0.8L的匹配原则，对激光参数进行优化，最后按优化参数进行3D打印成形，获得晶体学取向高度一致的成形零件。本发明通过调制热源输出的方式，在沿扫描方向引入对杂晶或等轴晶的有效重熔机制，获得全部柱状枝晶生长，显著提高晶粒取向的一致性。
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公开(公告)号：CN107790717A
公开(公告)日：2018-03-13
申请号：CN201711073906.6
申请日：2017-11-05
Applicant: 湖南大学
CPC classification number: Y02P10/295 , B22F3/1055 , B22F2003/1057 , B33Y10/00 , B33Y50/02
Abstract: 本发明公开了一种实现镍基合金晶体学织构调控的准连续激光金属3D打印方法，先将激光输出设置为准连续激光模式，再对激光金属3D打印工艺窗口进行初步优化；利用有限元传热模型对初步优化参数下的熔池温度场进行计算；提取单个脉冲周期内激光关闭期间熔池移动边界的温度梯度G及冷却速率ξ，根据组织生长理论模型，计算出单个脉冲内柱状枝晶的生长长度L；根据扫描速度V与脉冲频率f比值等于0.5～0.8L的匹配原则，对激光参数进行优化，最后按优化参数进行3D打印成形，获得晶体学取向高度一致的成形零件。本发明通过调制热源输出的方式，在沿扫描方向引入对杂晶或等轴晶的有效重熔机制，获得全部柱状枝晶生长，显著提高晶粒取向的一致性。
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公开(公告)号：CN107723639A
公开(公告)日：2018-02-23
申请号：CN201710965598.1
申请日：2017-10-17
Applicant: 湖南大学
IPC: C22F3/00
Abstract: 本发明公开了一种激光表面熔凝提高2系铝合金抗腐蚀性能的方法，包括以下步骤：在保护气氛下采用光纤毫秒方波脉冲激光对2系铝合金表面进行激光熔凝处理，其中，方波的峰值功率为600～1000W，脉冲频率为10HZ～100HZ，占空比为0.3～0.6；平均激光功率为600～800W，扫描速度为8～10mm/s。本发明处理后形成的熔凝组织中，析出相呈细小球形且离散，元素均匀分布，Cu元素偏析减少，同时没有冶金缺陷，该组织能有效抵御腐蚀介质的攻击。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN118563172A
公开(公告)日：2024-08-30
申请号：CN202410647171.7
申请日：2024-05-23
Applicant: 湖南大学 , 中车株洲电力机车有限公司
Abstract: 本发明专利公开了一种用于机车车轴激光再制造的熔覆材料及试验方法，具体涉及机车制造技术领域。熔覆材料由Fe‑Cr‑Ni合金粉末和固溶合金元素粉末制得。试验方法如下：S采用气雾化方法制取原料粉末作为激光熔覆材料；采用同轴送粉式激光熔覆技术，进行激光熔覆试验；对试样进行打磨、抛光、金相腐蚀处理，利用金相显微镜观察熔覆层宏观形貌和缺陷；用砂纸对拉伸试样进行打磨、抛光处理，利用万能拉伸试验机进行纵向拉伸试验，分析屈服强度、抗拉强度、延展率力学性能指标，并与基材力学性能进行对比分析。采用本发明技术方案解决了现有的激光熔覆材料在进行激光熔覆时，熔覆层成形质量差、力学性能不达标的问题，为机车车轴再制造奠定了基础。
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公开(公告)号：CN117007410A
公开(公告)日：2023-11-07
申请号：CN202310845788.5
申请日：2023-07-11
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种提升激光焊接铝合金力学性能的研究方法，包括以下步骤：步骤1：优化7075‑T6铝合金板激光焊接工艺参数，使用光纤激光器(IPGYLS‑5000)进行7075‑T6铝合金板对接焊接，激光波长为1.06μm，高斯光斑直径为0.25mm，激光模式分别采用连续、准连续模式。对于连续激光焊接(CW‑LBW)，激光功率为恒定值输出；步骤2：探究熔化区宏微观组织特征及形成机理；步骤3：分析焊接接头力学性能；步骤4：揭示准连续激光焊接接头力学性能提升机理。本发明通过高频调制准连续激光焊接实现无裂纹和孔隙的焊缝，以其高冷却速率、无约束多向凝固和高搭接率促进熔化区微观组织细化和均匀化，减小塑性变形过程中熔化区应力应变集中，从而提升7075铝合金焊接接头的力学性能。
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公开(公告)号：CN108754373B
公开(公告)日：2020-04-17
申请号：CN201810621229.5
申请日：2018-06-15
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种实现钛合金表面晶粒形态调控的脉冲激光表面熔凝方法。首先，对激光表面熔凝工艺窗口进行初步优化，在优化工艺窗口下对激光熔凝过程中熔池表面的定点温度变化进行记录，获得熔池中心的定点热循环曲线和平均冷却速率ξ；当ξ≤2×103℃/s且ξ/V2≥5×108℃s/m2时为柱状晶，连续激光，激光功率为400～900W，扫描速度为6～10mm/s；当2×103≤ξ≤105℃/s且ξ/V2≤106℃s/m2时为等轴晶，脉冲激光波形为方波，激光功率为600～1000W，扫描速度为4～8mm/s；最后获得β晶形态受控的钛合金表面。本发明实现了钛合金表面β晶形态的调控，能有效提高成形件力学性能。
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公开(公告)号：CN111001807A
公开(公告)日：2020-04-14
申请号：CN201911410952.X
申请日：2019-12-31
Applicant: 湖南大学
Abstract: 一种调控激光3D打印镍基高温合金中富Nb相析出行为的方法，首先对激光3D打印工艺窗口初步优化；用比色高温计获得瞬时及定点温度变化曲线；提取熔池瞬时温度曲线中峰值温度的平均值Tmax及波谷温度的平均值Tmin，计算定点温度曲线固相线与液相线之间温度范围的平均冷却速率ξ；根据1.4Tm≤Tmax≤1.8Tm，0.8Tm≤Tmin≤0.9Tm，ξ≥2.0×104℃/s原则对工艺参数进行优化，在优化参数下打印后将成形试样进行如下后续固溶-时效热处理：获得富Nb相受控的镍基高温合金成形件。本发明能有效控制激光3D打印及后续热处理过程中富Nb相的析出行为，进而提高镍基成形件的力学性能。
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公开(公告)号：CN107876762B
公开(公告)日：2019-07-16
申请号：CN201711073924.4
申请日：2017-11-05
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种实现镍基功能零件局部凝固组织定制的激光金属3D打印方法。先绘制出镍基合金凝固组织与凝固参数的对应关系图；根据关系图获得零件局部目标组织所对应的凝固参数范围；利用三维有限元传热模型计算熔池温度场，再现上述凝固参数范围，进而获得与目标组织匹配的工艺参数；按上述过程完成零件所有部位凝固组织与工艺参数匹配；对零件进行单层切片处理，获得单层随位置变化的工艺参数，直到完成零件所有层的切片与工艺参数设置；将定制化的工艺参数设置输入3D打印系统进行3D打印，获得具有定制化凝固组织的镍基功能零件。本发明通过根据零件局部组织要求，采用定制化的工艺参数，能有效实现零件局部凝固组织的定制。
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