镍基高温合金激光打孔工艺

文档序号:34909006发布日期:2023-07-27 20:18阅读:32来源:国知局

本发明属于合金材料加工领域,具体涉及一种镍基高温合金激光打孔工艺。


背景技术:

1、航空航天部件工作时需要承受高温高压的燃气冲击。正因如此,有着抗腐蚀、耐热、耐磨等优点的镍基高温合金成为了航空航天制造加工领域中的理想材料。

2、镍基高温合金gh3039是一种单相奥氏体固溶强化合金。由于具有良好的耐热性与抗腐蚀性,长期用于航空航天部件的制造。但gh3039的常见工作环境温度非常高甚至高于gh3039的熔点。为了防止gh3039在极端高温环境下性能出现异常,常常对gh3039所制部件采取降温措施,减轻对部件的高温冲击,提高使用寿命,具体方法为在部件表面上加工冷却孔。这些孔直径小、数量多、要求精度高、形状不规则,对加工方法有较高的要求,准连续波光纤激光打孔具有能量密度高、穿透能力强、热影响区小等优点,是加工镍基高温合金材料微孔的理想方法。

3、高温镍基合金gh3039的热导率低,因此在激光打孔时,容易在打孔区域产生高温区域,导致大范围热影响区范围,使材料性能受到影响。同时熔融gh3039黏度高,表面张力大,熔融金属难以在打孔过程中从孔底排除,从而造成大量的飞溅与重铸层。同时,激光在打孔过程中会随着打孔的深度增加发生能量的损耗,导致打出的孔下孔径小于上孔径形成孔锥度。


技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷,提供一种镍基高温合金激光打孔工艺。

2、本发明为实现上述目的,采用以下技术方案:

3、一种镍基高温合金激光打孔工艺,包括下述步骤:

4、1)选取基材:2)选取激光光源;3)确认打孔环境参数;4)确认打孔激光参数;5)按照上述参数的设计对基材进行激光打孔。

5、具体的,步骤1)中基材为1mm厚的gh3039镍基高温合金。

6、具体的,步骤2)中的激光光源为准连续波光纤激光。

7、具体的,步骤3)中的打孔环境参数为辅助气体为压缩空气,辅助气体压力5bar,离焦量为0。

8、具体的,步骤4)中峰值功率为1520-1680w,脉冲宽度0.8-1ms,激光频率55-65hz。

9、优选的,步骤4)中峰值功率为1600w,脉冲宽度1ms,激光频率60hz。

10、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

11、本申请的技术方案式一种基于准连续波光纤激光在高温镍基合金激光打孔工艺,能够实现飞溅少、孔锥度小,重铸层薄、热影响区范围小。最终得到的打孔材料加工精度高,操作简单,搭配数控机床可实现较高的生产效率,工业化程度较高,打出的孔表面飞溅少,孔锥度小,重铸层厚度低、热影响区范围小。孔内部通透,无堵塞现象。



技术特征:

1.一种镍基高温合金激光打孔工艺,其特征在于,包括下述步骤:

2.根据权利要求1所述的镍基高温合金激光打孔工艺,其特征在于,步骤1)中基材为1mm厚的gh3039镍基高温合金。

3.根据权利要求1所述的镍基高温合金激光打孔工艺,其特征在于,步骤2)中的激光光源为准连续波光纤激光。

4.根据权利要求1所述的镍基高温合金激光打孔工艺,其特征在于,步骤3)中的打孔环境参数为辅助气体为压缩空气,辅助气体压力5bar,离焦量为0。

5.根据权利要求1所述的镍基高温合金激光打孔工艺,其特征在于,步骤4)中峰值功率为1520-1680w,脉冲宽度0.8-1ms,激光频率55-65hz。

6.根据权利要求1所述的镍基高温合金激光打孔工艺,其特征在于,步骤4)中峰值功率为1600w,脉冲宽度1ms,激光频率60hz。


技术总结
本发明属于合金材料加工领域,具体涉及一种镍基高温合金激光打孔工艺。包括下述步骤:1)选取基材:2)选取激光光源;3)确认打孔环境参数;4)确认打孔激光参数;5)按照上述参数的设计对基材进行激光打孔。本申请的技术方案式一种基于准连续波光纤激光在高温镍基合金激光打孔工艺,能够实现飞溅少、孔锥度小,重铸层薄、热影响区范围小。最终得到的打孔材料加工精度高,操作简单,搭配数控机床可实现较高的生产效率,工业化程度较高,打出的孔表面飞溅少,孔锥度小,重铸层厚度低、热影响区范围小。孔内部通透,无堵塞现象。

技术研发人员:尹毓,王军,李云涛,张香峰,张健,宋宗贤,李烨东,李翰鹏
受保护的技术使用者:天津理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/1/13
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