一种激光选区熔化成形钛合金复杂内腔的清洗方法与流程

本发明涉及一种激光选区熔化成形钛合金复杂内腔的清洗方法，属于为增材制造技术领域。

背景技术：

激光选区熔化成形技术是一种基于粉床铺粉的增材制造技术，采用此种工艺可完成带内流道等复杂内腔结构的整体制造。但是在激光选区熔化成形过程的轮廓扫描中，由于激光能量为高斯分布，在激光边缘的能量密度较低，不能完全熔化粉末，使得成形件表面会粘联一些半熔化的粉末。这些粉末在外部可通过打磨或吹砂等物理方法去除，但是对于构件中的复杂内腔，物理方法无法去除这些粘联的粉末，这些粉末会变成多余物影响构件的使用。

技术实现要素：

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种激光选区熔化成形复杂型腔钛合金构件内表面化学清洗方法，实现此类复杂构件内表面粘连粉末等多余物的清除。

本发明的技术解决方案是：

一种激光选区熔化成形钛合金复杂内腔的清洗方法，步骤如下：

(1)对激光选区熔化成形的构件的内腔进行浮粉的吹除；

(2)配置清洗液和中和液；

(3)将清洗液灌入构件内腔中进行酸洗；

(4)将中和液灌入构件内腔中进行碱洗；

(5)将清水灌入构件内腔中进行清洗；

(6)将内腔吹干，完成清洗工作。

采用压缩空气对激光选区熔化成形的构件的内腔进行浮粉的吹除。

采用的压缩空气的温度在露点温度以上，压力为0.5-0.8mpa。

激光选区熔化成形的构件采用钛合金材料。

对于钛合金，清洗液为质量分数15-25％hno3和3-10％hf混合酸水溶液。

对于钛合金，中和液为质量分数10-30％的naoh水溶液。

清洗液灌入构件内腔中进行酸洗时，静置3-5分钟后将清洗液倒出。

将中和液灌入构件内腔中进行碱洗时，静置10-20分钟后将中和液倒出。

将清水灌入构件内腔中进行清洗时，清洗内腔3-5遍。

用压缩空气将内腔吹干从而完成清洗，压缩空气的温度在露点温度以上，压力为0.5-0.8mpa。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)采用此种化学清洗方法进行激光选区熔化成形复杂型腔钛合金构件内表面的清洗可以取得良好的清洗效果，此种工艺的结构适应好，可以实现各种机械打磨、吹砂等工艺无法清理的内腔结构的清洗。

(2)本方案中采用的清洗液和中和液均为流动性较好的液体，在清洗后较容易清理，不会留下残余物。

(3)此种工艺清洗效率高，可在短时间内实现复杂构件的清洗。

(4)此种清洗工艺无需额外的工装设计制造。

附图说明

图1为本发明清洗方法流程图；

图2为未使用本发明方法清洗复杂内腔显微镜下示意图；

图3为图2的局部放大图；

图4为使用本发明方法清洗之后的复杂内腔显微镜下示意图；

图5为图4的局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明具体实施方式。

本发明所属技术领域为增材制造技术领域，涉及到一种激光选区熔化成形钛合金复杂型腔构件内表面表面粘粉的清洗方法。主要用于航空航天、能源化工领域钛合金复杂型腔构件的内表面粘粉等多余物的清洗。本发明方法对复杂内腔表面粘联的粉末进行清理，其清理效果较好，并且不受内腔形状的限制，可进行螺旋内流道等复杂内腔表面的清理。

本发明实施例按照如图1所示步骤实现复杂内腔的清洗：

1、采用压缩空气对激光选区熔化成形的构件的内腔进行浮粉的吹除，采用的压缩空气的温度在露点温度以上，压力为0.5-0.8mpa。

2、配置清洗液和中和液，对于钛合金，清洗液为质量分数15-25％hno3和3-10％hf混合酸水溶液，中和液为质量分数10-30％的naoh水溶液。

3、将清洗液灌入构件内腔中，静置3-5分钟后将清洗液倒出。

4、将中和液灌入构件内腔中，静置10-20分钟后将中和液倒出。

5、将清水灌入构件内腔中，清洗内腔3-5遍。

6、用压缩空气将内腔吹干，完成清洗工作，采用的压缩空气的温度在露点温度以上，压力为0.5-0.8mpa。

采用此种化学清洗方法进行激光选区熔化成形复杂型腔钛合金构件内表面的清洗可以取得良好的清洗效果，具有下列优点：

此种工艺的结构适应好，可以实现各种机械打磨、吹砂等工艺无法清理的内腔结构的清洗。采用的清洗液和中和液均为流动性较好的液体，在清洗后较容易清理，不会留下残余物。此种工艺清洗效率高，可在短时间内实现复杂构件的清洗。同时，此种清洗工艺无需额外的工装设计制造。现有技术中，此处情况无法物理清洗，通过实际清洗效果可以看出本发明的优势。如图2和3所示为采用本发明清洗之前的效果，可以看出，在激光选区熔化成形过程的轮廓扫描中，由于激光能量为高斯分布，在激光边缘的能量密度较低，不能完全熔化粉末，使得成形件表面会粘联一些半熔化的粉末。清洗之后的效果图如图4和图5所示，可以看出，经过本发明方法的清洗之后，激光选区熔化成形复杂型腔钛合金构件内表面的清洗取得了良好的清洗效果。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

技术特征：

技术总结
一种激光选区熔化成形钛合金复杂内腔的清洗方法，包括步骤为(1)对激光选区熔化成形的构件的内腔进行浮粉的吹除；(2)配置清洗液和中和液；(3)将清洗液灌入构件内腔中进行酸洗；(4)将中和液灌入构件内腔中进行碱洗；(5)将清水灌入构件内腔中进行清洗；(6)将内腔吹干，完成清洗工作。此种工艺的结构适应好，可以实现各种机械打磨、吹砂等工艺无法清理的内腔结构的清洗。采用的清洗液和中和液均为流动性较好的液体，在清洗后较容易清理，不会留下残余物。此种工艺清洗效率高，可在短时间内实现复杂构件的清洗。同时，此种清洗工艺无需额外的工装设计制造。

技术研发人员：董鹏;梁晓康;淡婷;赵莹;赵衍华;陈靖;朱瑞灿;徐雯
受保护的技术使用者：首都航天机械有限公司;中国运载火箭技术研究院
技术研发日：2018.10.29
技术公布日：2019.01.11