本發(fā)明涉及伺服閥，特別涉及一種氧化物彌散強化合金的制備方法、伺服閥的成形方法及伺服閥。

背景技術(shù)：

1、目前，伺服閥常用的鋼種如不銹鋼和合金鋼在高溫和高壓環(huán)境下可能面臨強度下降、耐磨性不足等問題。這些材料在極端條件下的性能限制，可能導(dǎo)致伺服閥的精度和壽命降低。而氧化物彌散強化鋼具有優(yōu)異的高溫力學(xué)性能和耐磨性，能夠在高溫高壓環(huán)境中保持穩(wěn)定的機械性能。同時，其出色的抗氧化性和蠕變抗力，使其成為伺服閥在嚴(yán)苛條件下的理想材料選擇。這大大提高了伺服閥的可靠性和使用壽命，適合于高要求的工業(yè)和航空航天應(yīng)用。

2、但是，目前用氧化物彌散強化鋼生產(chǎn)制造伺服閥的工藝通常為激光3d打印，由于此打印過程伴隨著快速的熔化和凝固過程，導(dǎo)致成形后的氧化物彌散強化鋼微裂紋多、力學(xué)性能差等諸多問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的是提出一種氧化物彌散強化合金的制備方法、伺服閥的成形方法及伺服閥，旨在改善成形后的氧化物彌散強化鋼的力學(xué)性能。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的氧化物彌散強化合金的制備方法，包括如下步驟：

3、提供合金基體原料粉末與預(yù)設(shè)氧化物原料粉末進行預(yù)設(shè)加工混合，得到混合粉料；

4、建立三維模型，對建立后的三維模型進行切片處理，獲取切片信息；

5、基于切片信息逐層進行鋪設(shè)所述混合粉料，以預(yù)設(shè)方式噴涂預(yù)設(shè)粘結(jié)劑的循環(huán)，得到生坯；

6、對生坯依次進行固化、脫脂和燒結(jié)，得到氧化物彌散強化合金。

7、通過該方法打印獲取氧化物彌散強化合金，制備的氧化物彌散強化合金結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，力學(xué)性能好，提高了使用的可靠性，且通過該方法成形的氧化物彌散強化合金能運用在不同領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)或設(shè)備中，拓展使用范圍。

8、在一實施方式中，基于切片信息逐層進行鋪設(shè)所述混合粉料，以預(yù)設(shè)方式噴涂預(yù)設(shè)粘結(jié)劑的循環(huán)，得到生坯具體包括如下步驟：

9、基于三維模型的第一層級切片信息，鋪設(shè)預(yù)設(shè)厚度的混合粉料；

10、在鋪設(shè)的混合粉料表面使用高壓噴涂預(yù)設(shè)粘結(jié)劑，使預(yù)設(shè)粘結(jié)劑滲透進所述混合粉料縫隙內(nèi)；

11、基于不同層級依次循環(huán)鋪設(shè)混合粉料及噴涂預(yù)設(shè)粘結(jié)劑的步驟，直至完成所有層級的打印，得到生坯。

12、切片厚度可通過數(shù)據(jù)調(diào)整，對應(yīng)鋪設(shè)混合粉料后用高壓噴頭噴涂預(yù)設(shè)粘結(jié)劑，使粘結(jié)劑在壓力作用下滲透進縫隙內(nèi)，從而更好地對粉末進行粘結(jié)，從而具有足夠的機械性能；逐層打印使得最終得到的氧化物彌散強化合金結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且一致。力學(xué)性能更優(yōu)。

13、在一實施方式中，合金基體原料粉末包括不銹鋼、模具鋼、合金鋼、碳鋼中的一種或多種；預(yù)設(shè)氧化物原料粉末包括三氧化二釔，三氧化二鋁，二氧化鈦，氧化鎂和二氧化鋯粉末中的一種或多種。

14、不同的氧化物原料種類會使得成形后的氧化物彌散強化合金力學(xué)性能不同，當(dāng)加入多種氧化物原料時會明顯改善氧化物彌散強化合金的力學(xué)性能，從而得到力學(xué)性能更優(yōu)的氧化物彌散強化合金。

15、在一實施方式中，所述合金基體原料粉末的粒徑為15~100μm，所述粉層鋪設(shè)厚度為該合金基體原料粉末粒徑的3-10倍。

16、合金原料粉末的粒徑由預(yù)設(shè)加工混合時的工藝決定，鋪設(shè)的粉層厚度與噴涂的預(yù)設(shè)粘結(jié)劑相關(guān)聯(lián)，為保證成形后氧化物彌散強化合金的結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能，粘結(jié)劑需要充分滲透進粉末的縫隙中形成粘連。通過此設(shè)計，對合金基體原料粉末粒徑的限制，粉層鋪設(shè)厚度的限制，進而得到更好的氧化物彌散強化合金。

17、在一實施方式中，預(yù)設(shè)粘結(jié)劑包括環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚合物基粘結(jié)劑和水基粘結(jié)劑中的一種或多種。

18、在一實施方式中，預(yù)設(shè)粘結(jié)劑的飽和度為20%—80%，每一切片鋪設(shè)粉層的層數(shù)至少為一層，鋪粉厚度與該預(yù)設(shè)粘結(jié)劑的飽和度呈反比關(guān)系。

19、預(yù)設(shè)粘結(jié)劑的飽和度為粘結(jié)劑填充粉末縫隙的占比，同時也是影響粉末粘結(jié)性能的因素及后處理去除粘結(jié)劑的難度，通過此設(shè)計確定粉層鋪設(shè)厚度與粘結(jié)劑飽和度的關(guān)系，可以直觀的控制該工藝的操作難度與效率，同時也能保證氧化物彌散強化合金最終結(jié)果的力學(xué)性能。

20、本發(fā)明還提出一種伺服閥的成形方法，具體包括如下步驟：

21、提供合金基體原料粉末與預(yù)設(shè)氧化物原料粉末進行預(yù)設(shè)加工混合，得到混合粉料；

22、建立伺服閥三維模型，對建立后的伺服閥三維模型進行切片處理，獲取所有切片信息；

23、基于切片信息逐層進行鋪設(shè)所述混合粉料，以預(yù)設(shè)方式噴涂預(yù)設(shè)粘結(jié)劑的循環(huán)，得到生坯；

24、對伺服閥生坯依次進行清粉、固化、脫脂和燒結(jié)，得到需求伺服閥。

25、該伺服閥的成形方法具有如上所述的氧化物彌散強化合金的制備方法相同的有益效果，在此不作贅述。

26、在一實施方式中，所述預(yù)設(shè)氧化物原料粉末占合金基體原料粉末質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的0.1%—49%；

27、在氣體循環(huán)下進行脫脂，所述生坯的脫脂溫度范圍為300?℃-900?℃，單次脫脂時間為0.5?h-24?h，脫脂周期為1-10次；

28、在真空或惰性氣氛加壓的環(huán)境下進行燒結(jié)，所述生坯的燒結(jié)溫度范圍為1000?℃-1550?℃，單次燒結(jié)時間為0.5?h-24?h，燒結(jié)周期為1-10次。

29、氧化物原料與合金基體原料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)占比不同，兩者使用的種類不同，最終成形的氧化物彌散強化合金力學(xué)性能與高溫性能不同，因此對氧化物原料與合金基體原料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)占比進行限定，從而可以對應(yīng)不同的種類獲取性能最優(yōu)的氧化物彌散強化合金，使用在成形伺服閥上可獲得性能最好的多種結(jié)果；對生坯脫脂與燒結(jié)各項參數(shù)的設(shè)置，有助于使生坯快速去除粘結(jié)劑并通過高溫?zé)Y(jié)使粉末顆粒之間形成固態(tài)結(jié)合，得到致密性更好的產(chǎn)品。

30、在一實施方式中，所述伺服閥的各部件一體成形或單獨成形，各部件使用氧化物材料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)相同或不同的混合粉料打印成形。

31、伺服閥的各部件在使用過程中對應(yīng)的性能要求有所區(qū)別，通過此設(shè)計，有目的選擇氧化物原料與合金基體原料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)占比對應(yīng)生成部件，可以針對性地改善該部件所需要的性能，對不需要過高性能要求的部件則可以降低生產(chǎn)時的原料需求，從而節(jié)約成本。

32、本發(fā)明還提出一種伺服閥，使用如上所述的伺服閥的成形方法成形得到。

33、該伺服閥具有如上所述的伺服閥的成形方法相同的有益效果，在此不作贅述。

34、本發(fā)明的技術(shù)方案通過采用將三維模型切片化并逐層鋪設(shè)粉末并噴涂粘結(jié)劑的單層打印，避免使用激光打印導(dǎo)致成形后的氧化物彌散強化鋼微裂紋多、力學(xué)性能差等問題的出現(xiàn)，且最終通過清粉、固化、脫脂與燒結(jié)等后處理脫去粘結(jié)劑，保留混合粉料成形后的結(jié)構(gòu)，作為需求的氧化物彌散強化合金，通過該3d打印方法，能使氧化物彌散強化合金運用在其他應(yīng)用領(lǐng)域，改善甚至提高其結(jié)構(gòu)性能。

技術(shù)特征：

1.一種氧化物彌散強化合金的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的氧化物彌散強化合金的制備方法，其特征在于，基于切片信息逐層進行鋪設(shè)所述混合粉料，以預(yù)設(shè)方式噴涂預(yù)設(shè)粘結(jié)劑的循環(huán)，得到生坯具體包括如下步驟：

3.如權(quán)利要求1所述的氧化物彌散強化合金的制備方法，其特征在于：所述粉層鋪設(shè)厚度為該混合粉料粒徑的3-10倍。

4.如權(quán)利要求1所述的氧化物彌散強化合金的制備方法，其特征在于：所述合金基體原料粉末包括不銹鋼、模具鋼、合金鋼、碳鋼中的一種或多種；所述預(yù)設(shè)氧化物原料粉末包括三氧化二釔，三氧化二鋁，二氧化鈦，氧化鎂和二氧化鋯粉末中的一種或多種。

5.如權(quán)利要求1所述的氧化物彌散強化合金的制備方法，其特征在于：預(yù)設(shè)粘結(jié)劑包括環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚合物基粘結(jié)劑和水基粘結(jié)劑中的一種或多種。

6.如權(quán)利要求1所述的氧化物彌散強化合金的制備方法，其特征在于：預(yù)設(shè)粘結(jié)劑的飽和度為20%—80%，每一切片鋪設(shè)粉層的層數(shù)至少為一層，鋪粉厚度與該預(yù)設(shè)粘結(jié)劑的飽和度呈反比關(guān)系。

7.一種伺服閥的成形方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

8.如權(quán)利要求7所述的伺服閥的成形方法，其特征在于：

9.如權(quán)利要求8所述的伺服閥的成形方法，其特征在于：所述伺服閥的各部件一體成形或單獨成形，各部件使用氧化物材料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)相同或不同的混合粉料打印成形。

10.一種伺服閥，其特征在于：使用如權(quán)利要求7-9中任一項所述的伺服閥的成形方法成形得到。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種氧化物彌散強化合金的制備方法、伺服閥的成形方法及伺服閥，涉及伺服閥技術(shù)領(lǐng)域，其中，一種氧化物彌散強化合金的制備方法包括如下步驟：提供合金基體原料粉末與預(yù)設(shè)氧化物原料粉末進行預(yù)設(shè)加工混合，得到混合粉料；建立三維模型，對建立后的三維模型進行切片處理，獲取切片信息；基于切片信息逐層進行鋪設(shè)所述混合粉料，以預(yù)設(shè)方式噴涂預(yù)設(shè)粘結(jié)劑的循環(huán)，得到生坯；對生坯依次進行固化、脫脂和燒結(jié)，得到氧化物彌散強化合金。通過該方法制備的氧化物彌散強化合金結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，力學(xué)性能好，提高了使用的可靠性，且通過該方法成形的氧化物彌散強化合金能夠運用在不同領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)或設(shè)備中，拓展使用范圍。

技術(shù)研發(fā)人員：許苗英,劉曉靈,王穎杰,李羿含
受保護的技術(shù)使用者：四川海弗科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2