鋁青銅在機(jī)械工業(yè)中起著非常重要的作用,特別是鋁含量為10%左右時(shí),具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性和耐海水腐蝕性能以及耐冷性,因此鋁青銅被廣泛應(yīng)于用航空航天與海洋工程等領(lǐng)域。然而,傳統(tǒng)的鑄造鋁青銅容易出現(xiàn)內(nèi)部缺陷、孔洞和表面夾雜物等缺陷,且難以制造出結(jié)構(gòu)復(fù)雜精細(xì)的零件,激光選區(qū)熔化技術(shù)因具有快速成型,提升原材料利用率,細(xì)化晶粒、實(shí)現(xiàn)個(gè)性化設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)被用來(lái)制備形狀復(fù)雜的高性能結(jié)構(gòu)零件。本文以TiC顆粒與BrAl10Fe4鋁青銅粉末為原材料,首先采用正交試驗(yàn)與信噪比分析的方法研究了激光功率、掃描速度、鋪粉厚度和掃描間距等工藝參數(shù)對(duì)鋁青銅成型件顯微組織、致密度、表面粗糙度、硬度、抗拉強(qiáng)度等性能的影響規(guī)律;其次探索了TiC質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)TiC-鋁青銅成型件的致密度、表面粗糙度和硬度的影響規(guī)律,并對(duì)比研究了TIC顆粒增強(qiáng)相的加入對(duì)成型件耐磨性與耐海水腐蝕性能的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:成型BrAl10Fe4鋁青銅最優(yōu)工藝參數(shù)為:激光功率450W、掃描速度1700mm/s、鋪粉厚度30μm、掃描間距60μm。鋁青銅成型件微觀組織為柱狀晶均勻分布,主要的相為α相與（α+γ2）相;致密度達(dá)到理論密度的98.94%... 

【文章來(lái)源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

增材制造技術(shù)涉及的關(guān)聯(lián)學(xué)科目前主流的增材制造技術(shù)大致分為擠出熔融成型、粒狀物料成型、光聚合成

激光選區(qū)熔化鋁青銅及其TiC增強(qiáng)成型件工藝、組織與性能研究8料缸，可以裝不同的金屬粉末）。SLM具有比電子束熔融制造精密度高，熱輸入量微弱，加工便捷，成型面質(zhì)量高等特質(zhì)，金屬增材制造的發(fā)展歷程中得到了普遍的社會(huì)支撐。圖1.2SLM成型過(guò)程在SLM工藝制備金屬基成型件的過(guò)程中，激光工藝參數(shù)和粉末材料的功能明顯地影響了成型零件的最終綜合機(jī)械性能，因而判辨各影響要素對(duì)成形過(guò)程的影響至關(guān)重要。另外，成形過(guò)程涉及復(fù)雜的冶金，物理，化學(xué)現(xiàn)象，它與成形品內(nèi)部的質(zhì)量（包括裂紋，孔隙，冶金結(jié)合性，“球狀化”現(xiàn)象，增強(qiáng)相粒子分布狀態(tài)）有直接關(guān)系。因此，以下將對(duì)SLM成形工藝中激光工藝參數(shù)和粉末材料性能的影響機(jī)理，以及關(guān)連的物理現(xiàn)象實(shí)行剖析（1）激光工藝參數(shù)因素（a）激光功率：當(dāng)激光功率過(guò)低時(shí)，熔池內(nèi)熔體溫度低，熔體粘度高，那么熔化金屬想要有效擴(kuò)散便會(huì)遇到阻礙，金屬熔融液體的形成較少，想要高效率地填充孔隙存在相當(dāng)?shù)碾y度。激光輸出過(guò)高，熔池過(guò)熱現(xiàn)象嚴(yán)重，易形成非常大的熱應(yīng)力，導(dǎo)致模塑制品變形和破裂，同時(shí)液相量過(guò)大，可引起“球形化”效應(yīng)。（b）掃描速度：當(dāng)控制掃描速度使其下降時(shí)，可以促進(jìn)延伸激光與原料粉末之間的相互影響時(shí)長(zhǎng)，即提高液相在熔池中的存在時(shí)間對(duì)于熔體的充分流動(dòng)行為有正向影響，從而改進(jìn)強(qiáng)化相粒子在熔池中的高效重排，從而零件的致密度可以得到充分的提高。（c）激光光斑大�。杭す膺x區(qū)熔化技藝之所以符合金屬工程成型件的精確打印，很重要的方面是取決于光斑的精密度。光斑的尺寸范圍，激光的功率和掃描速度直接決定了激光能量密度的大小，進(jìn)而確定了熔池的溫度和三維尺寸，妥當(dāng)?shù)募す饽芰枯斎氆@得了豐富的熔池深度，當(dāng)熔池的深度大于一層鋪粉的厚度時(shí)，進(jìn)而可以影響獲得加工層內(nèi)?

激光選區(qū)熔化鋁青銅及其TiC增強(qiáng)成型件工藝、組織與性能研究14第2章試驗(yàn)材料、設(shè)備與方法2.1試驗(yàn)材料與設(shè)備2.1.1試驗(yàn)材料本試驗(yàn)使用的鋁青銅粉末為廣東精研公司通過(guò)氣霧化工藝制備的BrAl10Fe4鋁青銅球形粉末，粉末成分如表1所示。采用馬爾文Mastersizer2000激光粒度儀(圖2.1)測(cè)得原始粉末粒徑分布為：d(10)=11.84μm、d(50)=20.65μm、d(90)=35.18μm；如下圖2.2所示的是BrAl10Fe4球型粉末的微觀形貌，可以觀察到粉末微粒具有很優(yōu)秀的球化度，并且球形粉外形光滑且沒(méi)有相互黏著在一起，這一點(diǎn)決定了在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中粉末是否可以順利的均勻鋪粉。如圖2.3為BrAl10Fe4鋁青銅粉末粒徑分布圖，觀察可知，粉末的粒徑分布為正態(tài)分布，符合激光選區(qū)熔化技術(shù)對(duì)于原料粉末的要求。表2-1BrAl10Fe4鋁青銅粉末化學(xué)成分表(wt%)AlFeCu9-113-4其它圖2.1激光粒度儀(a)500倍下粉末形貌(b)800倍下粉末形貌圖2.2BrAl10-4鋁青銅粉末顯微形貌


本文編號(hào)：3352852