[发明专利]透平空心静叶的选择性激光熔化制造方法

说明书

本发明提供一种透平空心静叶的选择性激光熔化制造方法，包括以下步骤：模型前处理：在打印基板基准面上对空心静叶模型进行排样，使空心静叶模型的根部端面平行于打印基板基准面；打印前准备：烘干待打印的金属粉末并且将金属粉末加入至打印设备，随后往打印设备内充入惰性保护气体；打印成形：采用预设激光扫描方式和预设打印参数打印出空心静叶；打印件后处理：对空心静叶进行去应力退火处理，使空心静叶分离于打印基板，对空心静叶的表面进行喷砂处理和抛磨处理。本发明能够批量生产更高质量的空心静叶，使得空心静叶的整体生产工艺更加简单。

技术领域

本发明涉及透平空心静叶生产领域，特别是涉及一种透平空心静叶的选择性激光熔化制造方法。

背景技术

透平空心静叶通常采用焊接或精密铸造的制造工艺。其中焊接型空心静叶的制造，包含叶片内、背板的冲压、焊接坡口加工、叶片部件焊接、叶片矫正等工序。一些空心静叶更是包含背弧、内弧、进汽边和出汽边四个部分，其叶片部件的冲压制备以及叶片的焊接均涉及专用模具的制造，制造成本价高，且不适用与单一叶片的生产，并且对焊接工艺与变形控制的要求较高。

铸造静叶片采用熔模精密铸造，经清理、机械加工、打磨、抛光成产品叶片。熔模精密铸造工艺复杂，制造成本较高，复杂的内腔结构难以制造。

中国发明专利(申请号：201810244004.2)公开了一种采用激光熔敷3D打印技术进行空心叶片制造的制造方法。值得注意的是：该现有制造方法通过气动送粉配合激光熔敷的方式，在金属基板上逐层熔敷打印空心叶片，直至完成整个叶片的打印。由于送粉式激光熔敷工艺的限制，该专利所述激光束斑宽为2mm，致使打印精度较低，无法满足复杂精密结构的制造需求，并且产品的打印面较为粗糙。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种透平空心静叶的选择性激光熔化制造方法，能够批量生产更高质量的空心静叶，使得空心静叶的整体生产工艺更加简单。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种透平空心静叶的选择性激光熔化制造方法，包括以下步骤：

模型前处理：在3D打印软件系统中，将打印基板基准面均分成多个单象限区域，在每个单象限区域内对待打印模型进行排样，待打印模型包括空心静叶模型，使空心静叶模型的根部端面平行于打印基板基准面，随后将待打印模型导入打印设备；

打印前准备：将打印基板和铺粉刀安装至打印设备，烘干待打印的金属粉末并且将金属粉末加入至打印设备，随后往打印设备内充入惰性保护气体；

打印成形：采用预设激光扫描方式和预设打印参数打印出空心静叶，空心静叶的高度大于300mm，待打印完成后清理空心静叶内部所残留的金属粉末；

打印件后处理：对空心静叶进行去应力退火处理，使空心静叶分离于打印基板，对空心静叶的表面进行喷砂处理和抛磨处理。

优选地，在所述模型前处理的步骤中，待打印模型还包括试棒模型；所述选择性激光熔化制造方法还包括打印件检测的步骤：对与空心静叶同批次打印成型的试棒进行力学性能测试和微观组织观察，若试棒的测试结果和观察结果均达到预设指标，则说明空心静叶的质量合格。

优选地，所述试棒模型包括横卧的第一试棒模型和竖立的第二试棒模型。

优选地，所述金属粉料为Fe基奥氏体不锈钢粉末，Fe基奥氏体不锈钢粉末的各组分质量百分比为：Cr：18.00～20.00％，C：≤0.03％，Si：≤0.75％，Ni：8.00～12.00％，Mn：≤2.00％，S：≤0.030％，P：≤0.045％，O：≤0.06％。

优选地，所述预设激光扫描方式包括：采用条带分区方式、分区域跳动烧结并且朝反向于惰性保护气体流向的方向进行激光扫描。