論文采用Al-12Si粉末進(jìn)行選區(qū)激光熔化（SLM）成形單道及塊體試樣,研究了不同工藝參數(shù)對(duì)Al-12Si試樣潤(rùn)濕性的調(diào)控,探討了對(duì)材料內(nèi)部顯微組織和力學(xué)性能的影響機(jī)制。采用SLM加工技術(shù)研究了基底的表面形貌對(duì)下一層粉末鋪展及單道成形的影響。研究發(fā)現(xiàn),隨塊體表面粗糙度（Top Ra）的增加,單道形成了規(guī)則、擴(kuò)展、頸縮、球化的不同形貌。通過對(duì)單道與已凝固層的潤(rùn)濕角及橫截面的幾何尺寸的分析,揭示了不同的凝固環(huán)境下熔融金屬不同的潤(rùn)濕性及流動(dòng)行為。通過對(duì)不同激光加工參數(shù)成形的Al-12Si試樣進(jìn)行研究,探討了激光掃描速度對(duì)熔融金屬潤(rùn)濕性及試樣成形的影響。研究發(fā)現(xiàn),掃描速度過低時(shí),激光能量密度過大,產(chǎn)生過燒現(xiàn)象,顯微組織粗化,顯微硬度和摩擦磨損性能較低。掃描速度過高,金屬粉末不能充分熔化,且表面氧化層難以破碎,從而難以潤(rùn)濕已凝固層,試樣成形質(zhì)量降低。當(dāng)激光功率為370 W,掃描速度為1750 mm/s時(shí),金屬粉末熔化充分,潤(rùn)濕性良好,致密度較高為98%,對(duì)試樣進(jìn)行透射分析,發(fā)現(xiàn)晶界處有Al、Si和Mg₂Si物質(zhì),晶內(nèi)區(qū)域存在MgAl₂O₄

【文章來(lái)源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

LMD裝置示意圖

用 LMD 工藝成功制備了 Ti-47Al-2.5V-Cr / Ti-6Al-2Zr-Mo-V 梯度結(jié)構(gòu)材料的試樣，并對(duì)其顯微組織和力學(xué)性能進(jìn)行了研究。他們發(fā)現(xiàn)在 Ti–47Al–2.5V–Cr 處產(chǎn)生 γ-TiAl 和2-Ti3Al，在Ti–6Al–2Zr–Mo–V 處有粗糙的結(jié)構(gòu)。Ti/TiAl 梯度結(jié)構(gòu)的微觀組織受激光功率、激光束直徑和掃描速度的影響，試樣的拉伸強(qiáng)度可達(dá)到 1198.8 MPa。圖 1.1 LMD 裝置示意圖[43]

圖 1.3 DMLS 裝置示意圖[55]熔化技術(shù)激光能量密度較低，成形 Cu、Al、Ti 等熔點(diǎn)較高的純金屬時(shí)率大且球化現(xiàn)象嚴(yán)重，不能加工得到致密度高的零件，試樣的得到性能優(yōu)異的全致密化零件，F(xiàn)raunhofer 激光技術(shù)研究所于[56]。不同于 DMLS 的半固態(tài)液相燒結(jié)機(jī)制，SLM 的成形原理激光選擇性地熔化粉末，形成熔池，該熔池捕獲并熔化由粉末，熔池由于熱擴(kuò)散，溫度下降而開始凝固。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]3D打印技術(shù)在航天制造中的應(yīng)用[J]. 肖升利.  科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2018(04)
[2]高強(qiáng)鋁合金的激光選區(qū)熔化成形研究現(xiàn)狀[J]. 朱海紅,廖海龍.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2018(01)
[3]Materials creation adds new dimensions to 3D printing[J]. Dongdong Gu.  Science Bulletin. 2016(22)
[4]激光選區(qū)熔化成形S-04鋼的組織及性能[J]. 靖冠乙,魏愷文,王澤敏,殷杰,曾曉雁.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2016(11)
[5]Selective laser melting 3D printing of Ni-based superalloy:understanding thermodynamic mechanisms[J]. Mujian Xia,Dongdong Gu,Guanqun Yu,Donghua Dai,Hongyu Chen,Qimin Shi.  Science Bulletin. 2016(13)
[6]熱處理對(duì)激光選區(qū)熔化成形316不銹鋼組織與拉伸性能的影響[J]. 丁利,李懷學(xué),王玉岱,黃志濤.  中國(guó)激光. 2015(04)
[7]基于LIBS技術(shù)和主成分分析的快速分類方法研究[J]. 余琦,馬曉紅,王銳,趙華鳳.  光譜學(xué)與光譜分析. 2014(11)
[8]金屬材料激光增材制造技術(shù)及在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用[J]. 劉業(yè)勝,韓品連,胡壽豐,柴象海,曹源.  航空制造技術(shù). 2014(10)
[9]3D打印金屬粉末的制備方法[J]. 姚妮娜,彭雄厚.  四川有色金屬. 2013(04)
[10]金屬零件選區(qū)激光熔化直接成型技術(shù)研究進(jìn)展(邀請(qǐng)論文)[J]. 楊永強(qiáng),王迪,吳偉輝.  中國(guó)激光. 2011(06)



本文編號(hào)：3345996