TC4合金激光選區(qū)熔化成形工藝及性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-14 07:35
TC4合金具有密度小、比強(qiáng)度高、耐熱性好、耐蝕性優(yōu)異等特點(diǎn),被廣泛地應(yīng)用于航空航天、船舶、能源化工、生物醫(yī)療等領(lǐng)域。隨著現(xiàn)代工業(yè)中輕量化、整體化、結(jié)構(gòu)功能一體化的需求越來(lái)越強(qiáng)烈,零件也呈現(xiàn)出集成度越來(lái)越高、結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜的趨勢(shì),傳統(tǒng)制造技術(shù)已不能滿足當(dāng)前零件的制造需要。激光選區(qū)熔化技術(shù)采用離散疊加的加工方式,可直接成形出結(jié)構(gòu)復(fù)雜、性能優(yōu)異的零件,是解決鈦合金復(fù)雜構(gòu)件加工問題的最佳方法。本文以TC4合金粉末為原料,研究了脈沖激光選區(qū)熔化中工藝參數(shù)對(duì)成形試樣的組織和性能的影響規(guī)律,并探討了退火溫度對(duì)脈沖激光選區(qū)熔化成形試樣組織及性能的影響。論文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:(1)研究了TC4合金激光選區(qū)熔化成形工藝參數(shù)對(duì)成形試樣內(nèi)部致密度的影響規(guī)律,得到TC4合金粉末脈沖激光選區(qū)熔化的最佳工藝參數(shù)。結(jié)果表明:掃描線間距參數(shù)對(duì)成形試樣致密度的影響較大,在能量輸入不足的情況下,成形質(zhì)量隨掃描線間距增加呈直線下降;在能量輸入較好的情況下,掃描線間距主要影響樣品橫截面的孔隙率。成形過(guò)程中,樣品內(nèi)部致密度主要是由大尺寸球化、未熔合、小尺寸球化等缺陷所致。正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化得到的最佳工藝參數(shù)組合為:激光功率28...
【文章來(lái)源】:廣東工業(yè)大學(xué)廣東省
【文章頁(yè)數(shù)】:82 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
TC4合金粉末的粒徑分布
圖 2-2 TC4 合金粉末表面形貌Fig.2-2 Surface topography of TC4 alloy powder備選區(qū)熔化成形設(shè)備用的3D打印成形設(shè)備是由英國(guó)Renishaw公司生產(chǎn)的Renish成形機(jī)(圖 2-3),該設(shè)備采用 500W 脈沖光纖激光器,波長(zhǎng)為80μm,最大成形尺寸為 250mm×250mm×350mm,最高成形備的主要工藝參數(shù)包括:激光功率(laser power)、掃描點(diǎn)沖曝光時(shí)間(exposure time)、掃描線間距(hatch space)等(圖AM500 設(shè)備成形過(guò)程如下:(1)使用 Renishaw 公司專門開準(zhǔn)備軟件將部件設(shè)計(jì)的現(xiàn)有 3D CAD 模型切片為 2D 加工層
圖 2-3 Renishaw AM500 激光選區(qū)熔化成形機(jī)Fig.2-3 Renishaw AM500 selective laser melting forming machine圖 2-4 激光選區(qū)熔化成形工藝參數(shù)Fig.2-4 Parameters of the selective laser melting and forming process2.2.2 其他實(shí)驗(yàn)設(shè)備
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]3D打印用鈦合金粉末制備技術(shù)分析[J]. 唐超蘭,張偉祥,陳志茹,周德敬,李龍,楚瑞坤. 廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(03)
[2]鈦合金3D打印成形技術(shù)及缺陷[J]. 唐超蘭,溫竟青,張偉祥,楚瑞坤,孫梅. 航空材料學(xué)報(bào). 2019(01)
[3]電子束熔絲沉積快速成形2319鋁合金的微觀組織與力學(xué)性能[J]. 于菁,王繼杰,倪丁瑞,肖伯律,馬宗義,潘興龍. 金屬學(xué)報(bào). 2018(12)
[4]金屬增材制造技術(shù)的研究現(xiàn)狀[J]. 劉勇,任香會(huì),常云龍,高世一,董春林. 熱加工工藝. 2018(19)
[5]航空鈦合金增材制造的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[J]. 陳瑋,李志強(qiáng). 航空制造技術(shù). 2018(10)
[6]金屬增材制造技術(shù)的研究現(xiàn)狀[J]. 周宸宇,羅嵐,劉勇,吳進(jìn). 熱加工工藝. 2018(06)
[7]金屬3D打印技術(shù)的研究[J]. 蒲以松,王寶奇,張連貴. 表面技術(shù). 2018(03)
[8]脈沖式激光選區(qū)熔化成形搭接率的研究[J]. 祁斌,劉玉德,石文天,王碩,楊錦,張飛飛. 激光技術(shù). 2018(03)
[9]航空鈦合金鍛造技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 張方,王林岐,趙松. 鍛壓技術(shù). 2017(06)
[10]選區(qū)激光熔化工藝參數(shù)對(duì)Ti-6Al-4V成形質(zhì)量的影響[J]. 李吉帥,戚文軍,李亞江,黎小輝,王沛,劉建業(yè). 材料導(dǎo)報(bào). 2017(10)
碩士論文
[1]激光選區(qū)熔化成形TC4的熱處理工藝研究[D]. 肖振楠.南京理工大學(xué) 2018
[2]鈦合金切削摩擦磨損的試驗(yàn)研究[D]. 楊雷.南京航空航天大學(xué) 2010
本文編號(hào):2976500
【文章來(lái)源】:廣東工業(yè)大學(xué)廣東省
【文章頁(yè)數(shù)】:82 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
TC4合金粉末的粒徑分布
圖 2-2 TC4 合金粉末表面形貌Fig.2-2 Surface topography of TC4 alloy powder備選區(qū)熔化成形設(shè)備用的3D打印成形設(shè)備是由英國(guó)Renishaw公司生產(chǎn)的Renish成形機(jī)(圖 2-3),該設(shè)備采用 500W 脈沖光纖激光器,波長(zhǎng)為80μm,最大成形尺寸為 250mm×250mm×350mm,最高成形備的主要工藝參數(shù)包括:激光功率(laser power)、掃描點(diǎn)沖曝光時(shí)間(exposure time)、掃描線間距(hatch space)等(圖AM500 設(shè)備成形過(guò)程如下:(1)使用 Renishaw 公司專門開準(zhǔn)備軟件將部件設(shè)計(jì)的現(xiàn)有 3D CAD 模型切片為 2D 加工層
圖 2-3 Renishaw AM500 激光選區(qū)熔化成形機(jī)Fig.2-3 Renishaw AM500 selective laser melting forming machine圖 2-4 激光選區(qū)熔化成形工藝參數(shù)Fig.2-4 Parameters of the selective laser melting and forming process2.2.2 其他實(shí)驗(yàn)設(shè)備
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]3D打印用鈦合金粉末制備技術(shù)分析[J]. 唐超蘭,張偉祥,陳志茹,周德敬,李龍,楚瑞坤. 廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(03)
[2]鈦合金3D打印成形技術(shù)及缺陷[J]. 唐超蘭,溫竟青,張偉祥,楚瑞坤,孫梅. 航空材料學(xué)報(bào). 2019(01)
[3]電子束熔絲沉積快速成形2319鋁合金的微觀組織與力學(xué)性能[J]. 于菁,王繼杰,倪丁瑞,肖伯律,馬宗義,潘興龍. 金屬學(xué)報(bào). 2018(12)
[4]金屬增材制造技術(shù)的研究現(xiàn)狀[J]. 劉勇,任香會(huì),常云龍,高世一,董春林. 熱加工工藝. 2018(19)
[5]航空鈦合金增材制造的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[J]. 陳瑋,李志強(qiáng). 航空制造技術(shù). 2018(10)
[6]金屬增材制造技術(shù)的研究現(xiàn)狀[J]. 周宸宇,羅嵐,劉勇,吳進(jìn). 熱加工工藝. 2018(06)
[7]金屬3D打印技術(shù)的研究[J]. 蒲以松,王寶奇,張連貴. 表面技術(shù). 2018(03)
[8]脈沖式激光選區(qū)熔化成形搭接率的研究[J]. 祁斌,劉玉德,石文天,王碩,楊錦,張飛飛. 激光技術(shù). 2018(03)
[9]航空鈦合金鍛造技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 張方,王林岐,趙松. 鍛壓技術(shù). 2017(06)
[10]選區(qū)激光熔化工藝參數(shù)對(duì)Ti-6Al-4V成形質(zhì)量的影響[J]. 李吉帥,戚文軍,李亞江,黎小輝,王沛,劉建業(yè). 材料導(dǎo)報(bào). 2017(10)
碩士論文
[1]激光選區(qū)熔化成形TC4的熱處理工藝研究[D]. 肖振楠.南京理工大學(xué) 2018
[2]鈦合金切削摩擦磨損的試驗(yàn)研究[D]. 楊雷.南京航空航天大學(xué) 2010
本文編號(hào):2976500
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