【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及金屬材料的修復技術，特別是一種用于修復30crmnsia合金材料淺表裂紋的高通量增材制造方法。
技術介紹
1、在現代工業制造領域，金屬材料的性能優化和缺陷修復一直是研究的熱點。特別是對于30crmnsia這種高強度合金鋼，由于其在航空、汽車、軍工等領域的廣泛應用，如何有效修復其在使用或制造過程中產生的淺表裂紋成為了一個亟待解決的問題。傳統的修復方法如焊接和粘接等，往往存在效率低下、質量不穩定或可能引入新缺陷的問題。因此，探索新型高效的裂紋修復技術具有重要的實際意義。
2、近年來，隨著增材制造技術(也稱為3d打印技術)的快速發展，其在材料修復領域的應用逐漸受到關注。增材制造技術通過逐層堆積材料的方式，能夠精確控制材料的沉積，實現對裂紋區域的精確填充和修復。特別是在高通量增材制造技術的應用下，可以實現多種單質同時送粉，這不僅提高了制造效率，還為新材料的開發和材料性能的優化提供了新的可能性。
3、高通量增材制造技術的核心在于其能夠通過一次實驗制備出成分特征連續梯度變化或成分離散變化的多個樣品，并通過高通量表征技術快速獲取大量實驗數據。這種方法極大地加快了新材料的研發速度，并形成了一套完備的新材料開發方法。例如，通過高通量計算平臺的并發式材料計算篩選、離散/梯度變化樣品的高通量制備、材料高通量表征與服役評價等技術，可以快速智能地對材料成分的數據進行評估和預測。
4、在30crmnsia材料的裂紋修復中，利用高通量增材制造技術，可以通過精確控制多種金屬粉末的送粉比例和沉積路徑，實現對裂紋區
5、此外，高通量增材制造技術在新材料的開發上也展現出巨大潛力。通過高通量制備和表征成分梯度材料，可以獲得新合金材料或新合金成分，構建材料成分-結構-性能內在聯系，完善材料數據庫，使得新材料開發簡單化、科學化。
技術實現思路
1、本本專利技術提出了一種基于高通量增材制造修復30crmnsia鋼淺表裂紋的方法，所述方法包括以下步驟：
2、a.識別30crmnsia材料表面的淺表裂紋；
3、b.使用激光清洗技術對裂紋區域進行預處理，以去除表面的氧化層、油污和其他污染物，為后續修復提供清潔的表面；
4、c.預設修復路徑，覆蓋所述裂紋區域；
5、d.使用高通量增材制造設備，如直接能量沉積設備，對所述裂紋區域進行修復；
6、e.通過精確控制熔化金屬粉末，逐層填充所述裂紋，直至裂紋被完全覆蓋；
7、f.優化工藝參數，包括但不限于激光功率、掃描速度和層厚，以確保修復材料與基體材料的冶金結合；
8、g.對修復后的區域進行后處理，包括熱處理和表面拋光，以消除應力集中和提高表面質量。
9、進一步的：所述裂紋區域的預設修復路徑是通過計算機輔助設計(cad)軟件生成的。
10、進一步的：所述修復材料為與30crmnsia材料化學成分相匹配的球形單質金屬粉末。
11、進一步的：所述優化工藝參數包括激光功率、掃描速度以及層厚，其中將激光功率設置為600w至2400w，掃描速度設置為500mm/s至1200mm/s，層厚設置為0.05mm至0.2mm。
12、進一步的：所述后處理包括將修復后的樣品淬火加低溫回火，以消除熱影響。
13、進一步的：所述表面拋光步驟使用無塵環境和精密拋光設備，以達到ra1.6μm以下的表面粗糙度。
14、一種修復裝置，所述裝置包括：
15、a.高通量增材制造設備；
16、b.用于控制增材制造過程中單質金屬粉末的控制系統；
17、c.用于后處理的熱處理設備和表面拋光設備；
18、d.激光清洗設備，用于對裂紋區域進行預處理清洗。
19、本專利技術的有益效果在于：
20、本專利技術通過采用高通量增材制造技術，實現了使用單質粉對30crmnsia材料淺表裂紋的快速且精確的修復，顯著提高了修復效率和質量。精確控制的材料沉積過程和后續的熱處理步驟確保了修復區域與原始材料的力學性能相匹配，甚至超越，從而延長了部件的使用壽命并提升了使用安全性。此外，本專利技術的自動化和簡化操作流程降低了技術門檻和人工成本，使得修復工作更加經濟高效。同時，本專利技術的環境友好性減少了修復過程中的環境污染，并且其廣泛的適用性為多種高強度合金鋼的裂紋修復提供了一種新的解決方案。總體而言，本專利技術不僅優化了修復材料的性能，還確保了修復工作的一致性和可重復性，對于降低維修成本、提高工業部件的維修質量和可靠性具有重要的實際意義。
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1.一種基于高通量增材制造修復30CrMnSiA鋼淺表裂紋的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于高通量增材制造修復30CrMnSiA鋼淺表裂紋的方法，其特征在于，所述裂紋區域的預設修復路徑是通過計算機輔助設計(CAD)軟件生成的。
3.根據權利要求1所述的一種基于高通量增材制造修復30CrMnSiA鋼淺表裂紋的方法，其特征在于，所述修復材料為與30CrMnSiA材料化學成分相匹配的球形單質金屬粉末。
4.根據權利要求1所述的一種基于高通量增材制造修復30CrMnSiA鋼淺表裂紋的方法，其特征在于，所述優化工藝參數包括激光功率、掃描速度以及層厚，其中將激光功率設置為600W至2400W，掃描速度設置為500mm/s至1200mm/s，層厚設置為0.05mm至0.2mm。
5.根據權利要求1所述的一種基于高通量增材制造修復30CrMnSiA鋼淺表裂紋的方法，其特征在于，所述后處理包括將修復后的樣品淬火加低溫回火，以消除熱影響。
6.根據權利要求1所述的一種基于高通量增材制造修復30CrM
7.一種修復裝置，其特征在于，用于權利要求1-6中任意一項所述的一種基于高通量增材制造修復30CrMnSiA鋼淺表裂紋的方法法，所述裝置包括：
...【技術特征摘要】
1.一種基于高通量增材制造修復30crmnsia鋼淺表裂紋的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于高通量增材制造修復30crmnsia鋼淺表裂紋的方法，其特征在于，所述裂紋區域的預設修復路徑是通過計算機輔助設計(cad)軟件生成的。
3.根據權利要求1所述的一種基于高通量增材制造修復30crmnsia鋼淺表裂紋的方法，其特征在于，所述修復材料為與30crmnsia材料化學成分相匹配的球形單質金屬粉末。
4.根據權利要求1所述的一種基于高通量增材制造修復30crmnsia鋼淺表裂紋的方法，其特征在于，所述優化工藝參數包括激光功率、掃描速度以及層厚，其中將激光功...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳榮達，耿永祥，鄭海忠，肖怡新，陳恒，
申請(專利權)人：南昌航空大學，
類型：發明
國別省市：
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