作為金屬激光3D打印技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的一種成型方法,選區(qū)激光熔化（Selective Laser Melting,SLM）由于其具有“自由制造”、少加工工序、成型周期短等顯著特點,近些年得到廣泛的關(guān)注和發(fā)展。然而,由于激光光斑直徑和粉末粒徑大小等限制,SLM無法在CAD造型階段通過預(yù)設(shè)好孔隙的方法直接制備具有小微米（<100μm）連通孔隙結(jié)構(gòu)的多孔金屬材料。這種具有小微米連通孔隙的特殊多孔金屬的重要應(yīng)用之一是作為透氣模具鋼,解決在注射模具行業(yè)的困氣問題,由于其內(nèi)部各個方向分布著均勻連通的微米級孔隙,被困的氣體由于分子平均自由程遠小于孔隙大小,會從透氣鋼孔隙中順利排出,從而提高塑料制品成型質(zhì)量。然而,目前我國的透氣鋼還主要依賴進口,并且傳統(tǒng)方法制備透氣鋼面臨生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)效率較低等問題。為了降低國內(nèi)市場透氣模具鋼對進口的依賴性,和解決SLM成型技術(shù)無法直接通過預(yù)設(shè)孔隙后制備小微米通孔結(jié)構(gòu)的多孔材料的問題,本研究選取S136模具鋼作為研究對象,氮化鉻（CrN_x）作為發(fā)泡劑,將粉末冶金中的熔體發(fā)泡法和SLM技術(shù)結(jié)合起來,制備出了連通的、孔徑分布在2-30μm的S... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

注塑過程中困氣和排氣示意圖

圖 1-1 注塑過程中困氣和排氣示意圖[12]28a) 困氣 b) 排氣相比普通模具鋼，采用透氣鋼解決困氣問題，生產(chǎn)出的塑料制件填充飽滿，表面平滑完整，成型質(zhì)量好（見圖 1-2）。在注塑模具注塑生產(chǎn)中應(yīng)用透氣鋼具有如下優(yōu)點[13]3-4：（1）提升塑料制件成型質(zhì)量。使用透氣鋼，一方面可以降低甚至消除成型制件的內(nèi)應(yīng)力，從而防止變形和翹曲的發(fā)生。另一方面避免氣體不及時排出導(dǎo)致模腔內(nèi)快速具壓產(chǎn)生過燒、缺料和流痕等，使成的型制件填充飽滿。（2）改進注塑工藝。透氣鋼的使用可以降低注塑成型壓力，減少成型和保壓時間，進而提高注塑成型的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。（3）優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)。相比傳統(tǒng)利用分型面、排氣槽或者頂針等方式進行排氣，使用透氣鋼鑲嵌快可以使得開模困難和排氣量小等問題得到有效解決。

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文20 世紀 90 年代初期時日本新東公司發(fā)明和生產(chǎn)的 PM-35 透氣鋼，其表面孔隙形貌和性能參數(shù)如圖 1-3 所示。PM-35 透氣鋼孔隙形貌以不規(guī)則形為主，孔隙大小在 80 μm 以下，孔隙率約為 25%，拉伸強度在 450~500 MPa，基體的洛式硬度為 35~38 HRC。PM-35 透氣鋼由粉末冶金法燒結(jié)而成，由美國模具公司提供專利保護。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Mg及TiH2添加量對熔體發(fā)泡法制備泡沫鋁性能的影響[J]. 龔成龍,吳序鵬,鐘云強,王子瑜,黃本生.  有色金屬工程. 2018(01)
[2]金屬增材制造技術(shù)及其專用材料研究進展[J]. 楊全占,魏彥鵬,高鵬,成京昌,時堅,于波.  材料導(dǎo)報. 2016(S1)
[3]Differences in microstructure and properties between selective laser melting and traditional manufacturing for fabrication of metal parts: A review[J]. Bo SONG,Xiao ZHAO,Shuai LI,Changjun HAN,Qingsong WEI,Shifeng WEN,Jie LIU,Yusheng SHI.  Frontiers of Mechanical Engineering. 2015(02)
[4]關(guān)于我國模具工業(yè)“十三五”發(fā)展的思考[J]. 周衛(wèi)珺.  模具制造. 2014(08)
[5]模具制造技術(shù)新理念[J]. 陶永亮.  模具制造. 2012(03)
[6]模具行業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃[J].   模具工業(yè). 2011(01)
[7]發(fā)泡劑在多孔泡沫金屬中的應(yīng)用進展[J]. 張銘顯,陳樂平,周全.  鑄造技術(shù). 2010(12)
[8]金屬粉末選區(qū)激光熔化技術(shù)的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J]. 尹華,白培康,劉斌,李玉新.  熱加工工藝. 2010(01)
[9]透氣鋼的制備方法及其在塑料模具中的應(yīng)用研究[J]. 吳崢強,王軍.  廣東輕工職業(yè)技術(shù)學院學報. 2007(03)
[10]氫化鈦的分解行為及其在制備泡沫鋁中的應(yīng)用[J]. 羅洪杰,吉海賓,楊國俊,姚廣春.  東北大學學報(自然科學版). 2007(01)

博士論文
[1]激光選區(qū)熔化成形模具鋼材料的組織與性能演變基礎(chǔ)研究[D]. 趙曉.華中科技大學 2016

碩士論文
[1]透氣鋼的制備及性能分析[D]. 吳樹海.華僑大學 2016
[2]生物質(zhì)復(fù)合材料預(yù)處理機制研究及透氣鋼模具開發(fā)[D]. 王成釗.山東大學 2016
[3]氮含量對4Cr13耐蝕塑料模具鋼組織和性能影響的實驗研究[D]. 王飛.東北大學 2014
[4]選區(qū)激光熔化制備多孔316L不銹鋼和多孔鈦的研究[D]. 王志陽.南京航空航天大學 2010
[5]基于透氣鋼的微流控芯片氣動吸脫模系統(tǒng)實驗研究[D]. 申瑞霞.中南大學 2009
[6]發(fā)泡劑及工藝參數(shù)對泡沫鋼孔隙率的影響[D]. 胡曉舟.昆明理工大學 2007



本文編號：2976190