一种金属梯度复合结构及其制备方法与流程

本申请属于航空制造，特别涉及一种金属梯度复合结构及其制备方法。

背景技术：

1、传统飞机结构件由均质材料构成，性能单一。金属梯度复合结构将两种或两种以上的金属材料结合成一个整体结构，力学性能呈现梯度变化，可以按照结构的性能需求进行优化布局，发挥每一种材料的性能优势，实现对性能的主动调控，使“好钢用在刀刃上”，提高结构效率，实现结构减重增寿的效果。

2、因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供了一种金属梯度复合结构及其制备方法，以解决现有技术存在的至少一个问题。

2、本申请的技术方案是：

3、本申请的第一个方面提供了一种金属梯度复合结构，包括：

4、所述金属梯度复合结构包括连接的23co14ni12cr3moe钢层和16co14ni10cr2moe钢层。

5、在本申请的至少一个实施例中，所述23co14ni12cr3moe钢层由直径为1.2mm的23co14ni12cr3moe丝材通过电弧熔丝增材制造工艺制备而成。

6、在本申请的至少一个实施例中，所述16co14ni10cr2moe钢层由直径为1.2mm的16co14ni10cr2moe丝材通过电弧熔丝增材制造工艺制备而成。

7、本申请的第二个方面提供了一种金属梯度复合结构制备方法，包括：

8、步骤一、通过电弧熔丝增材制造工艺，将直径为1.2mm的23co14ni12cr3moe丝材制备成23co14ni12cr3moe钢层；

9、步骤二、将所述23co14ni12cr3moe钢层的表面机械加工至ra3.2以上；

10、步骤三、通过电弧熔丝增材制造工艺，在所述23co14ni12cr3moe钢层的表面上，将直径为1.2mm的16co14ni10cr2moe丝材制备成16co14ni10cr2moe钢层，得到金属梯度复合结构；

11、步骤四、对所述金属梯度复合结构进行热处理。

12、在本申请的至少一个实施例中，步骤四中，所述对所述金属梯度复合结构进行热处理，包括：

13、s41、对所述金属梯度复合结构依次进行正火处理以及第一整体加热回火处理，实现预备热处理；

14、s42、在预备热处理结束后，对所述金属梯度复合结构依次进行淬火处理以及冷处理；

15、s43、在冷处理结束后24h内，对所述金属梯度复合结构进行第二整体加热回火处理；

16、s44、在第二回火处理结束后，对所述金属梯度复合结构进行梯度加热回火处理。

17、在本申请的至少一个实施例中，s41中，

18、对所述金属梯度复合结构进行正火处理包括：对所述金属梯度复合结构加热到900℃±10℃，并在保温1h后进行空冷；

19、对所述金属梯度复合结构进行第一整体加热回火处理包括：对所述金属梯度复合结构加热到680℃±10℃，并在保温16h后进行空冷。

20、在本申请的至少一个实施例中，s42中，

21、对所述金属梯度复合结构进行淬火处理包括：对所述金属梯度复合结构加热到885℃±15℃，并在保温1h后进行油冷；

22、对所述金属梯度复合结构进行冷处理包括：对所述金属梯度复合结构冷却到-73℃±8℃，并在保温1h后，放置在空气中恢复到室温；

23、在本申请的至少一个实施例中，s43中，

24、对所述金属梯度复合结构进行第二整体加热回火处理包括：对所述金属梯度复合结构加热到482℃±3℃，并在保温5h～8h后进行空冷。

25、在本申请的至少一个实施例中，s44中，

26、对所述金属梯度复合结构进行梯度加热回火处理包括：对所述金属梯度复合结构进行梯度加热，其中，将23co14ni12cr3moe钢层的表面控制在0℃，16co14ni10cr2moe钢层的表面控制在510℃±5℃，23co14ni12cr3moe钢层的表面至16co14ni10cr2moe钢层的表面之间温度呈梯度增加，并在保温5h～8h后进行空冷。

27、发明至少存在以下有益技术效果：

28、本申请的金属梯度复合结构，可以按照受力分布同时在不同区域具备高强度和高韧性。

技术特征：

1.一种金属梯度复合结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的金属梯度复合结构，其特征在于，所述23co14ni12cr3moe钢层由直径为1.2mm的23co14ni12cr3moe丝材通过电弧熔丝增材制造工艺制备而成。

3.根据权利要求2所述的金属梯度复合结构，其特征在于，所述16co14ni10cr2moe钢层由直径为1.2mm的16co14ni10cr2moe丝材通过电弧熔丝增材制造工艺制备而成。

4.一种金属梯度复合结构制备方法，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的金属梯度复合结构制备方法，其特征在于，步骤四中，所述对所述金属梯度复合结构进行热处理，包括：

6.根据权利要求5所述的金属梯度复合结构制备方法，其特征在于，s41中，

7.根据权利要求5所述的金属梯度复合结构制备方法，其特征在于，s42中，

8.根据权利要求5所述的金属梯度复合结构制备方法，其特征在于，s43中，

9.根据权利要求5所述的金属梯度复合结构制备方法，其特征在于，s44中，

技术总结
本申请属于航空制造技术领域，特别涉及一种金属梯度复合结构及其制备方法。本申请的金属梯度复合结构包括连接的23Co14Ni12Cr3MoE钢层和16Co14Ni10Cr2MoE钢层。本申请的金属梯度复合结构制备方法包括通过电弧熔丝增材制造工艺制备金属梯度复合结构，并对金属梯度复合结构进行热处理。本申请的金属梯度复合结构及其制备方法，将23Co14Ni12Cr3MoE和16Co14Ni10Cr2MoE两种超高强度钢通过电弧熔丝增材制造制备成整体结构，并通过梯度热处理充分发挥两种材料的性能优势，使得梯度复合结构同时兼备高强度和高韧性，在结构设计中，可以按照使用需求对两种材料进行布局，实现对性能的主动调控，提高结构效率，实现结构减重增寿的效果。

技术研发人员：崔灿,于京令,张瑞,吴斌
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15