鋁青銅在機械工業(yè)中起著非常重要的作用,特別是鋁含量為10%左右時,具有良好的機械強度、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)復雜精細的零件,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,細化晶粒、實現(xiàn)個性化設(shè)計等優(yōu)點被用來制備形狀復雜的高性能結(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)對鋁青銅成型件顯微組織、致密度、表面粗糙度、硬度、抗拉強度等性能的影響規(guī)律;其次探索了TiC質(zhì)量分數(shù)對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,并對比研究了TIC顆粒增強相的加入對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;致密度達到理論密度的98.94%... 

【文章來源】：蘭州理工大學甘肅省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

增材制造技術(shù)涉及的關(guān)聯(lián)學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支撐。圖1.2SLM成型過程在SLM工藝制備金屬基成型件的過程中，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械性能，因而判辨各影響要素對成形過程的影響至關(guān)重要。另外，成形過程涉及復雜的冶金，物理，化學現(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，增強相粒子分布狀態(tài)）有直接關(guān)系。因此，以下將對SLM成形工藝中激光工藝參數(shù)和粉末材料性能的影響機理，以及關(guān)連的物理現(xiàn)象實行剖析（1）激光工藝參數(shù)因素（a）激光功率：當激光功率過低時，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散便會遇到阻礙，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?shù)碾y度。激光輸出過高，熔池過熱現(xiàn)象嚴重，易形成非常大的熱應力，導致模塑制品變形和破裂，同時液相量過大，可引起“球形化”效應。（b）掃描速度：當控制掃描速度使其下降時，可以促進延伸激光與原料粉末之間的相互影響時長，即提高液相在熔池中的存在時間對于熔體的充分流動行為有正向影響，從而改進強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，進而確定了熔池的溫度和三維尺寸，妥當?shù)募す饽芰枯斎氆@得了豐富的熔池深度，當熔池的深度大于一層鋪粉的厚度時，進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增強成型件工藝、組織與性能研究14第2章試驗材料、設(shè)備與方法2.1試驗材料與設(shè)備2.1.1試驗材料本試驗使用的鋁青銅粉末為廣東精研公司通過氣霧化工藝制備的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有相互黏著在一起，這一點決定了在實驗過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)對于原料粉末的要求。表2-1BrAl10Fe4鋁青銅粉末化學成分表(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


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