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[发明专利]铜合金/镍基合金梯度材料增材制造方法-CN202310664961.1在审
发明人：朱言言;程序;王玉岱;李卓;汤海波;韩曦 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2023-06-06 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： C23C4/12 文献下载
摘要：本申请涉及激光增材制造技术领域的一种铜合金/镍基合金梯度材料增材制造方法，包括：准备铜合金基板和镍基合金粉末；将镍基合金粉末热喷涂在铜合金基板上形成镍基合金涂层；在镍基合金涂层表面进行激光重熔形成过渡层；在重熔后的过渡层上逐层沉积镍基合金粉末，获得铜合金/镍基合金梯度材料。本申请的铜合金/镍基合金梯度材料增材制造方法，在铜合金表面增材制造镍基高温合金，制备铜合金/镍基高温合金梯度材料，可以减少合金接界面的缺陷，提升界面力学性能。
铜合金合金梯度材料制造方法

[发明专利]铝合金挤压材制备方法-CN202111467273.3有效
发明人：王洋;王玉岱;冉先喆;程序;朱言言 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2021-12-02 - 公布日： 2023-07-18 - 主分类号： B21J5/00 文献下载
摘要：本发明涉及金属材料工程领域，具体公开了一种铝合金挤压材制备方法，包括以下步骤：(1)锻造处理：对经过均匀化处理、表面扒皮的合金铸锭进行第一次锻造，然后依次进行墩粗、换向拔长、墩粗、换向十字拔长处理，再对拔长后的合金铸锭进行第二次锻造，并进行滚圆，其中，所述第一次锻造的温度大于所述第二次锻造的温度；(2)高温挤压处理；(3)固溶淬火处理；(4)预拉伸处理；(5)人工时效处理。通过该方法，可使改善铝合金大规格挤压材内外组织性能差异大，各向异性显著等缺点，使其综合性能获得较大提升。
铝合金挤压制备方法

[发明专利]用于轴类零件表面改性的激光熔覆方法及装置-CN202210074643.5有效
发明人： 王玉岱;程序;李卓;朱言言;冉先喆 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-01-21 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： C23C24/10 文献下载
摘要：本发明提供了一种用于轴类零件表面改性的激光熔覆方法及装置，该激光熔覆装置包括：激光熔覆组件，包括至少一个振镜；振镜置于轴类零件的正上方，且与轴类零件表面的待熔覆区域对应设置；供料机构，其一端端部具有出料口；出料口相对于竖直方向倾斜设置并与轴类零件表面柔性抵接，并且出料口与轴类零件表面之间存在缺口，用于在轴类零件转动作用下将粉末刮出并平铺在轴类零件表面的待熔覆区域上。该装置采用自铺粉的原料供给方式，自铺粉过程通过轴类零件的旋转运动实现，粉末利用率可达100％，激光束经由振镜完成对粉末层的扫描熔覆，可以实现分区离散扫描，降低熔覆过程产生的残余应力。
用于零件表面改性激光方法装置

[发明专利]一种用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正方法和系统-CN202110090743.2有效
发明人：胡全栋;李怀学;谢印开;张雪峰;杨圣昆;王玉岱;刘琦 -专利权人：中国航空制造技术研究院
申请日： 2021-01-22 - 公布日： 2022-10-21 - 主分类号： B29C64/153 文献下载
摘要：本发明实施例提供的一种用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正方法和系统，该方法包括：制作带刻度标定点的透明标准标定板；为固定在振镜扫描平面上预设大小的测试纸打标；对齐所述透明标准标定板与打标测试纸的中心点和中心线；比较对齐后透明标准标定板与打标测试纸上对应各标定点之间的位置误差；根据所述位置误差对扫描振镜进行校正。本发明提出的带刻度标定点以及包含这种类型标定点的透明标定标准板，可在在不配备CCD图像采集模块的条件下，快速测量标定测试点的坐标误差，且通过本发明提供方法进行循环校正后振镜扫描精度可达到0.1mm，节约了激光粉末床熔融设备研制及调试过程CCD图像采集设备投入，具有一定经济性。
一种用于激光粉末熔融设备扫描校正方法系统

[发明专利]一种激光增材制造过程中控制合金晶粒定向生长的方法-CN202210130442.2在审
发明人：程序;张馨月;王佳玮;王玉岱;李卓;朱言言;冉先喆 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-02-11 - 公布日： 2022-05-17 - 主分类号： B22F10/28 文献下载
摘要：本发明涉及一种激光增材制造过程中控制合金晶粒定向生长的方法。一种激光增材制造过程中控制合金晶粒定向生长的方法，包括：选取基材，先对所述基材表面进行激光重熔处理，然后在重熔的表面进行激光增材制造。本发明能使晶粒定向生长，降低杂晶产生概率，减少横向晶界对高温合金的恶劣影响，制备出的构件组织能够按照重熔层的原有晶粒取向外延生长，在低温单一应力以及高温环境下具有更好的力学性能。
一种激光制造过程控制合金晶粒定向生长方法

[发明专利]一种高能束修复叶片缘边的方法-CN202010050458.3有效
发明人：刘琦;单飞虎;王玉岱;李怀学;胡全栋 -专利权人：中国航空制造技术研究院
申请日： 2020-01-17 - 公布日： 2022-04-12 - 主分类号： C23C24/10 文献下载
摘要：本发明公开了高能束修复叶片缘边的方法，步骤包括：对损伤区的损伤尺寸进行量取，获得弦向和径向的损伤尺寸，以损伤尺寸为切除位置将损伤区进行平面切除；以叶片原数模为基础，以损伤尺寸为依据截取生成损伤区毛坯数模；以损伤区毛坯数模为输入采用切片轨迹生成软件，形成损伤区扫描路径规划模型；将叶片放在固定工装上，损伤区表面保持水平,对损伤区进行增厚处理；将振镜放在叶片上方并保持水平，使高能束焦点位于损伤区表面；将送粉管固定在损伤区表面上方；将叶片放置在惰性气体保护箱中，当氧含量低于1000PPM后，打开气载送粉器和高能束发射器，依据扫描路径规划模型开始扫描沉积；待扫描完成和叶片冷却至室温，将叶片取出。
一种高能修复叶片方法

[发明专利]钛合金构件及用于钛合金构件的热处理方法-CN202110551727.9有效
发明人：冉先喆;李安;苏磊;程序;王玉岱 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2021-05-20 - 公布日： 2022-03-08 - 主分类号： C22F1/18 文献下载
摘要：本发明提供了一种钛合金构件及用于钛合金构件的热处理方法，该热处理方法包括以下步骤：选取钛合金基材，并利用电子束焊接工艺制作焊接接头；对焊接接头进行第一次去应力退火；对第一次去应力退火处理后的焊接接头进行固溶处理；将完成固溶处理后的焊接接头在靠近焊接区域的表面进行激光熔化沉积，得到构件；将构件进行第二次去应力退火；对第二次去应力退火处理后的构件依次进行第一次退火热处理以及第二次退火热处理。该热处理方法通过两次去应力退火缓解焊接接头在不同制备阶段的残余应力，通过固溶处理减少晶界α相提高塑性，通过双重退火热处理进一步调整不同区域中的组织特征来改变整体焊接接头的综合力学性能。
钛合金构件用于热处理方法

[发明专利]一种激光-电弧复合同轴熔丝装置-CN202010093392.6有效
发明人： 王玉岱;刘琦;李怀学;单飞虎;胡全栋 -专利权人：中国航空制造技术研究院
申请日： 2020-02-14 - 公布日： 2021-12-07 - 主分类号： B23K26/342 文献下载
摘要：一种激光‑电弧复合同轴熔丝装置，包括激光光路单元和电弧单元，激光光路单元包括支撑框架，支撑框架的顶部设有入射孔、底部设有支撑部，支撑部的周围阵列设有多个扇形开口，相邻的扇形开口之间设有连接挡板；支撑框架的内壁上设有环形反射镜，支撑部上设有驱动电机，驱动电机的输出轴连接倾斜设置的平面反射镜；支撑框架的底部连接电弧单元的焊枪，焊枪的末端中设有环形喷嘴，环形喷嘴的内部设有环形导电嘴，环形喷嘴和环形导电嘴之间形成保护气体通道，丝材作为电极经由环形导电嘴内部送至预设汇聚点处。本发明中，入射激光不需经过变换，光束能量损耗小、可用激光功率高，且光学组件结构较为简单、制造成本低。
一种激光电弧复合同轴装置

[发明专利]一种激光同轴熔丝装置及旋转环形光束产生方法-CN201911192819.1有效
发明人： 王玉岱;刘琦;李怀学;单飞虎;胡全栋 -专利权人：中国航空制造技术研究院
申请日： 2019-11-28 - 公布日： 2021-10-29 - 主分类号： B23K26/342 文献下载
摘要：一种激光同轴熔丝装置及旋转环形光束产生方法，包括支撑框架，支撑框架的顶部设有入射孔、底部设有与入射孔位置对应的支撑部，支撑部的周围阵列设有多个扇形开口，相邻的扇形开口之间设有连接挡板；入射孔处安装调焦聚焦镜，调焦聚焦镜的顶部设有与激光器光纤接口连接的准直镜；支撑框架的内壁上设有环形反射镜，支撑部上设有驱动电机，驱动电机的输出轴连接倾斜设置的平面反射镜。本发明中，入射激光不需经过变换，通过可快速旋转的平面反射镜和环形反射镜来产生交会于所述预设汇聚点处的旋转环形光束，同时通过调焦聚焦镜来调节预设汇聚点处的光斑直径，具有整体结构简单、制造成本低、能量损耗小及最大可用激光功率较高等优点。
一种激光同轴装置旋转环形光束产生方法

[发明专利]一种超声振动同轴气载送粉激光熔覆的方法-CN202110710254.2在审
发明人：刘琦;单飞虎;谢印开;胡全栋;张雪峰;王玉岱 -专利权人：中国航空制造技术研究院
申请日： 2021-06-25 - 公布日： 2021-09-24 - 主分类号： B22F7/08 文献下载
摘要：本发明属于激光表面熔覆技术领域，特别涉及一种超声振动同轴气载送粉激光熔覆的方法，包括建立被损伤零件的修复区数模；根据修复区数模设置扫描轨迹；依据扫描轨迹利用熔覆头对被损伤零件进行熔覆处理。进一步的，所述建立被损伤零件的修复区数模包括：将被损伤零件水平固定在固定工装上，保持损伤区表面水平，被损伤零件能以水平轴线转动；对被损伤零件的损伤尺寸进行量取；通过量取到的损伤尺寸确定熔覆区的扫描区域尺寸；通过熔覆区的扫描区域尺寸设计损伤修复区数模；实现超高强钢和钛合金零件的超高速扫描沉积，从而实现超高强钢和钛合金等高性能零件的激光熔覆稀释率小于5％。
一种超声振动同轴气载送粉激光方法

[发明专利]一种包壳式复合增材制造装置-CN202010370113.6在审
发明人：单飞虎;刘琦;李怀学;王玉岱 -专利权人：中国航空制造技术研究院
申请日： 2020-05-06 - 公布日： 2020-07-31 - 主分类号： B22F3/105 文献下载
摘要：一种包壳式复合增材制造装置，包括密封成形舱，及设置于密封成形舱内的基座，基座的一侧设有包壳沉积成形装置，另一侧设有浇铸成形装置，基座的正上方设有挤压/锻造/辊轧力学辅助装置；浇铸成形装置通过导流管连接金属熔炼装置；金属熔炼装置通过流量控制元件与导流管连通；当包壳内的金属液体冷却至合适压力加工温度时，通过该装置对包壳内的金属液体进行复合加工。本发明通过浇铸成形装置采用大块料母材代替常规丝粉母材，通过金属熔炼装置增加了金属冶金的充分性，并实现沉积坯料受三向挤压应力作用，改变了现有沉积和一维复合增材成形装置的作用方式，大大提高了成形构件组织和性能的一致性和稳定性，大幅提高制造效率并降低制造成本。
一种包壳式复合制造装置

[发明专利]一种激光同轴熔丝加工头及激光汇聚点调节方法-CN201911194714.X在审
发明人： 王玉岱;刘琦;李怀学;单飞虎;胡全栋 -专利权人：中国航空制造技术研究院
申请日： 2019-11-28 - 公布日： 2020-03-06 - 主分类号： B23K26/342 文献下载
摘要：一种激光同轴熔丝加工头及激光汇聚点调节方法，包括分束主镜框和阵列设于分束主镜框周围的多个反射镜框，反射镜框通过多个调节螺栓连接在分束主镜框的入射通道和反射通道的交接处，分束主镜框与反射镜框的连接面上设有环形的凹槽，凹槽中设有弹性密封圈。本发明通过多个调节螺栓调节弹性密封圈的变形量及反射镜框中反光镜的偏转角度，来调节激光分束的偏转角度，以使各激光分束按照预设情况通过聚焦镜聚焦后在预设汇聚点处进行聚合，且调节方式操作方便快捷，既不会明显增大加工头的结构复杂度，也不会影响加工头的密封性和稳定性。此外，与磨修法相比，节省了反复修配的时间，且用于替换的配件也不必进行修配。
一种激光同轴熔丝加工头汇聚调节方法

[发明专利]一种激光选区熔化的粉末铺陈装置及方法-CN201710003718.X有效
发明人：刘琦;王玉岱;李怀学;单飞虎;张升 -专利权人：中国航空制造技术研究院
申请日： 2017-01-04 - 公布日： 2020-02-11 - 主分类号： B22F3/105 文献下载
摘要：本发明公开了本发明一种激光选区熔化的粉末铺陈装置及方法，该装置包括粉末悬浮液料盒、刮刀、烘干装置、排气装置及成形料舱，所述刮刀的一侧设有粉末悬浮液料盒，所述粉末悬浮液料盒包括壳体、搅拌器和电动旋转漏料开关，所述搅拌器的搅拌部置于壳体内部，所述漏料开关置于壳体底部，所述漏料开关为一为可变速的电动旋转机构，通过控制其转动速度和角度控制来实现漏料速度和漏料量，所述成形料舱内设有升降平台基板。本技术方案针对激光选区熔化/烧结工艺，提出一种中值粒径20μm以下的粉末悬浮液新型机械铺陈方法，提高了激光选区熔化/烧结成形零件的表面质量；解决成形工艺中20μm以下粉末材料流动性差而无法机械铺陈的问题。
漏料粉末悬浮液选区熔化激光料盒成形料搅拌器刮刀壳体电动旋转机构成形工艺电动旋转粉末材料烘干装置角度控制壳体内部排气装置烧结成形烧结工艺升降平台新型机械中值粒径搅拌部可变速基板转动

[发明专利]一种增材制造中随形约束辊轧细化晶粒的方法和装置-CN201710009692.X有效
发明人：单飞虎;巩水利;刘琦;张升;王玉岱 -专利权人：中国航空制造技术研究院
申请日： 2017-01-06 - 公布日： 2020-01-07 - 主分类号： C21D7/13 文献下载
摘要：本发明提供了一种增材制造中随形约束辊轧细化晶粒的方法和装置，在熔化增材制造过程中，对熔覆层成形坯料采用侧边随性约束与同步辊轧复合制造的方法进行成形。本发明提出随形约束辊轧增材制造的方法和装置，对在熔化增材过程的半固态坯料，采用侧边随性约束与同步辊轧复合制造的新工艺方法。采用此项技术可在成形过程中产生连续的辊轧作用，可以有效地轧碎支晶，增加形核，大幅降低增材制造构件的柱状晶/树枝晶倾向，侧面约束有效地提高了成形精度和材料的利用率，此项技术的实施，可以实现对难成形材料较复杂零件的性能稳定增材制造，适合在大中型航空结构件的短流程、优质、高效、整体制造中应用。
方法和装置约束辊随形熔化晶粒复合制造同步辊有效地制造侧边成形细化半固态坯料航空结构件难成形材料成形过程成形坯料复杂零件整体制造制造构件制造过程短流程熔覆层树枝晶新工艺柱状晶辊轧形核轧碎侧面应用

[发明专利]一种激光或电子束选区熔化分区铺粉装置及其方法-CN201710003717.5有效
发明人：刘琦;王玉岱;李怀学;单飞虎;张升 -专利权人：中国航空制造技术研究院
申请日： 2017-01-04 - 公布日： 2019-10-01 - 主分类号： B22F3/105 文献下载
摘要：本发明涉及一种激光或电子束选区熔化分区铺粉装置及其使用方法，该装置包括成形舱、升降丝杠、螺栓孔、升降平台中心底座、选区熔化漏粉盒和刮刀、固定基板、粉缸和粉缸金属盖板；其中成形舱为嵌套式多尺寸成形舱，成形舱由可拆卸的基板和嵌套式围桶组装而成，基板和围桶的尺寸多样化，成形舱的尺寸根据成形零件尺寸需求进行选择，实现了成形舱粉末填充量随零件尺寸改变而改变，降低了成形过程中支撑填充粉末的需求和成形时间，提高了粉末利用率和成形效率。
成形舱熔化电子束选区铺粉装置嵌套式基板激光分区粉末利用率成形过程成形零件成形效率尺寸成形尺寸需求粉末填充固定基板金属盖板可拆卸的升降平台升降丝杠填充粉末选区熔化中心底座螺栓孔中支撑成形粉缸粉盒刮刀和粉组装

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