[发明专利]高强度脆性材料加工方法

摘要

本发明公开了一种高强度脆性材料加工方法，适用于高强度脆性材料的加工技术领域。所述方法包括首先根据高强度脆性材料的特性选择助熔金属元素；然后将高强度脆性材料加热至设计温度；将助熔金属丝通过送丝机构不断送入到助熔金属坩埚中；助熔金属熔化后与高强度脆性材料反应，随着助熔金属丝的送入，高强度脆性材料中的元素不断溶解到助熔金属熔体中；对于熔透高强度脆性材料，助熔金属元素落下离开材料，对于未熔透高强度脆性材料达到加工设计尺寸后，通过降温送丝机构反转将助熔金属提拉出熔池；最后通过机械臂将工件反转烘烤，使得剩余残余助熔金属滴落。该加工工艺材料所受的应力小，不易出现材料断裂的情况。

主权项

1.一种高强度脆性材料加工方法，其特征在于包括如下步骤：首先根据待加工工件（7）使用的高强度脆性材料的特性选择助熔金属丝，助熔金属丝（10）中含有助熔金属元素，所述高强度脆性材料所含一种或者多种元素在助熔金属元素中含有较大的溶解度，使得熔化后助熔金属能够与高强度脆性材料发生反应；将助熔金属丝（10）装载在送丝机构（11）上；通过球形转轴（113）来调节助熔金属丝（10）送入的角度，将助熔金属丝（10）送入送丝转向机构（16）；将待加工工件（7）装载到工件机械臂（6）上，并在待加工工件（7）的上表面铺上助熔加工熔池的密封粉末（17），并使得待加工工件（7）计划加工的部分裸露；将助熔坩埚（81）装载在坩埚机械臂（9）上，并调整助熔坩埚的位置，使助熔坩埚的下端开口与工件待加工区域接触，助熔坩埚（81）下端的开口与待加工区域直接接触；将炉体（1）抽真空，然后充入惰性气体；使炉体底部的加热器（2）工作，将待加工工件加热至设计温度，同时通过助熔坩埚（81）外侧的磁感性线圈（82）给助熔坩埚（81）加热，使助熔金属丝熔化，开启助熔坩埚（81）外侧的电磁感应搅拌器（83）加速原子扩散速率；启动送丝机构（11），通过送丝轮（115）将助熔金属丝（10）不断送入到助熔坩埚（81）中并在助熔坩埚（81）中熔化为熔体，液态金属熔体的原子与固体的待加工工件（7）反应，固体的待加工工件（7）的原子通过扩散进入到液态金属熔体中；由于工件原子的进入，使得反应的速率减慢，因此新的助熔金属丝（10）不断送入，并熔化到助熔坩埚（81）中，将维持反应速度；根据熔池测距尺（12）测量熔池到达设计深度后，助熔坩埚（81）和送丝机构（11）移动去加工下一个加工点；对于需要在待加工工件（7）上加工通孔的材料，工件熔透后，助熔金属熔体落到落料挡板（5）上，对于不许熔透的工件，达到加工设计尺寸后，通过给助熔坩埚（81）降温、给加热器（2）降低功率以及送丝机构（11）反向运动将助熔金属液体提拉出熔池，当助熔坩埚（81）内的金属液体大部分被提拉出坩埚后，冷却，将助熔金属丝全部移出炉体（1），将助熔坩埚（81）移动远离工件上方；最后通过工件机械臂（6）将工件反转烘烤，使得残余助熔金属滴落；残余助熔金属从工件滴落完毕后，给整个装置缓慢降温至室温，防止工件快速冷却而出现应力或者断裂，最后打开炉体（1），取出工件，对于局部残存的助熔金属可以通过酸洗的方式去除，最后完成工件的加工。