發(fā)布時間：2021-11-15 12:42

　　由于模具在使用過程中極易出現(xiàn)鑲塊磨損和失效的情況,而一些進口模具鑲塊成本較高,本研究提出了一種新型的制備模具鑲塊的方法,為修復模具提供了一種新思路。本試驗利用選區(qū)激光熔化工藝,選取不同工藝參數(shù)對粒度為21～60μm的Ni-Cr-B-Si合金粉末進行打印,最終分別得到表面粗糙度R_a≤3.5μm和致密度為98.6%的立體試樣。通過對合金試樣表面形貌、微觀組織和力學性能的研究與分析,得到激光能量密度對三者的影響規(guī)律。隨激光能量密度的增大,試樣的表面粗糙度先減小后增大,并在激光能量密度為78 J/mm³時獲得表面質(zhì)量最佳的試樣。試樣的耐磨性能與致密度呈現(xiàn)同樣的變化趨勢,二者均隨激光能量密度的增大而增大,但過高的能量密度會導致試樣邊角產(chǎn)生開裂和翹曲,故80 J/mm³的激光能量密度最為適宜。選區(qū)激光熔化工藝具有快速冷卻的特點,該特點使合金試樣具有細小的微觀組織,并且隨能量密度的增大,試樣的晶體生長形態(tài)從胞狀樹枝晶向等軸樹枝晶轉(zhuǎn)變。試樣中基體相為Fe Ni₃、γ-Ni和Ni₃Si,主要強化... 

【文章來源】：材料導報. 2020,34(02)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

不同試樣的表面形貌與球化現(xiàn)象:(a,b)E=55.56 J/mm3;(c,d)E=83.33 J/mm3

將試樣的截面形貌和致密度二者結(jié)合進行分析，發(fā)現(xiàn)二者均與激光能量密度密切相關(guān)，如圖6所示。當能量輸入較低(E=62.5 J/mm3)時，熔池的邊界不明顯，試樣截面沒有形成整齊的魚鱗紋，而且存在孔洞，測量所得的致密度數(shù)值也相對較小，約為92.5%。隨激光能量密度的增大，試樣截面的微觀組織變得均勻，單道熔池的寬度增大，使得相鄰熔池之間搭接良好，試樣的致密度也增大到98%，基本無孔洞出現(xiàn)。這也說明孔洞是可通過調(diào)整工藝參數(shù)來控制的內(nèi)部缺陷[19]。當激光能量密度進一步增大，致密度開始緩慢增大，熔寬進一步增大，相鄰兩道熔池甚至熔合成一體。能量密度為83.33 J/mm3時，試樣的致密度達到98.6%。此外，試驗中觀察到，隨能量密度的增大，由于熱應力的增大，試樣表面邊角處會產(chǎn)生裂紋和翹曲。當通過增大能量密度的方法來提高試樣致密度時，需要將能量密度控制在85 J/mm3以內(nèi)。2.3 微觀組織

圖7為不同工藝參數(shù)的合金試樣的X射線衍射圖。No.1—No.4四條曲線分別表示激光能量輸入為55.56 J/mm3、66.67 J/mm3、78.13 J/mm3和83.33 J/mm3的試樣。從圖7中可以看出，不同參數(shù)試樣的X射線衍射結(jié)果無明顯差異。試樣的基體相為γ-Ni、Fe Ni3和Ni3Si。根據(jù)Ni-Fe二元相圖可知，鎳和鐵可以形成無限固溶體。合金中的鐵和部分鎳在1 440℃時形成γ-(Ni,Fe)相，隨凝固過程中溫度的降低，固態(tài)相變形成Fe Ni3(347～517℃)。圖中還發(fā)現(xiàn)一些硬質(zhì)相，例如M7C3、M23C6和Cr2B，這些硬質(zhì)相彌散分布在基體中，起到彌散強化的作用。此外，由于快速冷卻過程中出現(xiàn)不平衡結(jié)晶，鎳、鉻和鐵三種元素形成Ni2.9Cr0.7Fe0.36。2.3.2 微觀組織

【參考文獻】：
碩士論文
[1]選區(qū)激光熔化CoCrW合金工藝優(yōu)化和微觀組織分析[D]. 張浩.中北大學 2018
[2]等離子噴焊硬質(zhì)增強耐磨層組織與性能研究[D]. 徐紅勇.吉林大學 2016



本文編號：3496800