近年來,選區(qū)激光熔化技術(shù)（Selective Laser Melting,SLM）由于加工周期短、材料利用率高、能夠成形傳統(tǒng)工藝難以實現(xiàn)的復雜零件結(jié)構(gòu)等特點,而在全球得到快速的發(fā)展。目前,國內(nèi)外對于SLM成形技術(shù)的研究主要集中在成形設(shè)備開發(fā)、成形工藝優(yōu)化以及成形零件的后處理等方面,有關(guān)于SLM成形用金屬粉末特性及其對成形件質(zhì)量的影響研究相對較少,特別是國內(nèi)許多成形用高品質(zhì)粉末原材料仍需從國外進口,這極大增加了SLM成形技術(shù)的研發(fā)和使用成本,制約了國內(nèi)增材制造技術(shù)的進一步發(fā)展,為此,本文從粉末特性入手,對不同批次的IN738合金粉末進行SLM成形試驗,對比分析了粉末特性對成形件表面質(zhì)量、致密度以及力學性能的影響規(guī)律,同時研究了SLM成形件內(nèi)部微觀組織結(jié)構(gòu)以及飛濺、孔隙、裂紋等缺陷的分布特點和形成原因。利用掃描電子顯微鏡、激光粒度分析儀、激光共聚焦顯微鏡等全面表征了SLM成形用IN738合金粉末的性能特征,結(jié)果表明:各批次粉末顆粒大部分呈球狀,有少量衛(wèi)星顆粒和空心粉末的存在;粉末粒度呈單峰且正態(tài)分布,當粉末顆粒中粗粉數(shù)量較多時,粉末松裝密度和振實密度較差,而細粉數(shù)量較多時,粉末流動性較差;... 

【文章來源】：蘭州理工大學甘肅省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

增材制造流程圖

IN738 合金粉末特性及其選區(qū)激光熔化成形性能研究1.2 選區(qū)激光熔化成形技術(shù)1.2.1 選區(qū)激光熔化成形技術(shù)原理及特點選區(qū)激光熔化技術(shù)是 20 世紀 80 年代出現(xiàn)的一種新型快速原型制造技術(shù)（RapidPrototyping，RP），它利用高能激光束選擇性地熔化每一層金屬粉末，待粉末層層疊加后獲得致密的金屬零件，如圖 1.2 所示。SLM 技術(shù)綜合了 CAD/CAM、數(shù)控、光學、冶金及材料科學等技術(shù)，以各種純金屬或合金粉末作為原材料，在高能熱源的照射作用下，金屬粉末經(jīng)快速熔化、快速凝固過程后獲得均勻細小的晶粒組織，且成形件致密度接近 100%，機械性能與鍛件相當，因而 SLM 技術(shù)被譽為快速原型技術(shù)的一次成功飛躍[4,5]。SLM 技術(shù)具有加工周期短、材料利用率高、原材料范圍廣（單一金屬粉末、高熔點難熔合金粉末、復合粉末等）、可以制造傳統(tǒng)工藝難以生產(chǎn)加工的復雜金屬零件等特點，已成為所有快速成形技術(shù)中最具有發(fā)展前景的技術(shù)，目前，利用 SLM 技術(shù)直接制造的精密復雜金屬零件已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于航空航天、生物醫(yī)療、汽車制造等領(lǐng)域。

圖 1.3 選區(qū)激光熔化成形原理示意圖選區(qū)激光熔化成形技術(shù)的出現(xiàn)豐富和拓展了傳統(tǒng)制造工藝，在較短的時間內(nèi)得到了快速發(fā)展，該技術(shù)相比于其他傳統(tǒng)加工方法具有以下優(yōu)點：（1）成形零件周期相對較短。選區(qū)激光熔化技術(shù)可直接成形終端金屬產(chǎn)品，成形件不需要后處理環(huán)節(jié)或者僅僅只需噴砂、拋光等簡單的表面處理，極大地縮短了產(chǎn)品制造周期；（2）成形零件致密度高。選區(qū)激光熔化成形能夠獲得冶金結(jié)合、材料致密度高達 100%、且機械性能與鍛件相當?shù)慕饘倭慵�；�?）成形零件具有較高的尺寸精度（可達±0.1 mm）和良好的表面粗糙度（Ra為 30～50 μm）。高能激光束通常可以聚焦為幾十微米大小的光斑，在較快的掃描速度下也能使金屬粉末充分熔化，從而獲得表面質(zhì)量好、尺寸精度高的成形件；（4）成形零件柔性化程度高。在成形過程中不會受到零件復雜程度的限制，可以制造出傳統(tǒng)工藝方法難以制造甚至無法制造的復雜結(jié)構(gòu)金屬零件（如封閉內(nèi)腔、薄壁結(jié)構(gòu)等）。（5）原材料選擇廣泛且材料利用率高。激光器提供的高能量均能使單一金屬粉

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]激光選區(qū)熔化成形AlSi10Mg合金的顯微組織與力學性能研究[D]. 余開斌.華南理工大學 2018
[2]18Ni-300粉末激光選區(qū)熔化成型工藝及成型件性能研究[D]. 蔡偉軍.蘭州理工大學 2018
[3]316L不銹鋼微細球形粉末的制備及其SLM成形試驗研究[D]. 陳瑩瑩.華南理工大學 2018
[4]GH4169金屬粉末選區(qū)激光熔化成型工藝及性能研究[D]. 路超.蘭州理工大學 2017
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[7]鎳基高溫合金粉末組織結(jié)構(gòu)分析及性能研究[D]. 彭翰林.華南理工大學 2016
[8]選區(qū)激光熔化鈷鉻合金工藝與性能研究[D]. 趙進炎.北京工業(yè)大學 2015
[9]激光熱處理過程中材料的激光吸收率研究[D]. 陳君.浙江工業(yè)大學 2008
[10]K438合金鋁硅涂層抗高溫氧化性能的研究[D]. 李里.哈爾濱工程大學 2004



本文編號：3252773