選區(qū)激光熔化（Selective Laser Melting,SLM）技術(shù)是增材制造的一個(gè)重要的分支,其原理是將零件三維模型解析分拆為多個(gè)輪廓層,最終采用高能激光逐層熔化堆積使三維零件一次成形,是近年來材料成形領(lǐng)域研究的重點(diǎn)之一。Inconel 625鎳基高溫合金由于具備良好的高溫力學(xué)性能和抗氧化性而作為一些航空、航天設(shè)備關(guān)鍵零件的材料。Inconel 625高溫合金選區(qū)激光熔化成形是將SLM技術(shù)的快速成形、精確成形的優(yōu)勢與Inconel 625材料良好的高溫性能相結(jié)合,構(gòu)建出性能更穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜的零件,使Inconel 625材料在其它領(lǐng)域具有更加廣闊應(yīng)用前景,也是其它鎳基高溫合金未來的發(fā)展趨勢。本文基于COMSOL Multiphysics軟件對Inconel 625合金的SLM成形過程進(jìn)行了有限元模擬。研究首先改進(jìn)了傳統(tǒng)SLM成形的激光光源的算法,考慮了激光在金屬粉末顆粒之間互相反射的情況,使建立的光源模型更加精確。在確立了激光光源算法的基礎(chǔ)上,添加導(dǎo)熱模型和金屬粉末層模型,最終成功的模擬出了Inconel 625粉末在SLM成形過程中的溫度場和應(yīng)力場的分布。通過分析激光功率... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

SLM成形的流程

SLM 加工的工作原理如圖1-2 所示，利用高能激光按照模型的輪廓切片路徑對粉末進(jìn)行熔化，使粉末間達(dá)到冶金結(jié)合，該層掃描完成后工作臺下降送粉層上升，刮板推進(jìn)進(jìn)行下一層鋪粉，繼續(xù)重復(fù)上述過程，逐層熔化、逐層疊加直至使粉末成形。（3）后處理階段：在零件選區(qū)激光熔化成形后通常需要對其進(jìn)行熱處理。由于在成形的過程特定的短交互時(shí)間伴隨著高度局部化的熱輸入導(dǎo)致大的熱梯度，會產(chǎn)生高熱應(yīng)力；另一方面，薄層的快速凝固導(dǎo)致定向晶粒生長、化學(xué)成分的微觀偏析和非平衡相的產(chǎn)生。因此，應(yīng)該對 SLM 成形后的合金進(jìn)行后處理，使材料的性能適應(yīng)工作條件的要求，或者至少降低熱應(yīng)力。

- 11 -圖 2-1 FORWARD LM120 選區(qū)性激光熔化設(shè)備Fig. 2-1 FORWARD LM120 Selective Laser Melting Equipmen纖激光器最大功率為 500W，具有多種掃描方式，包螺旋掃描、內(nèi)外交替螺旋掃描、逐行掃描、分區(qū)掃線掃描和矢量掃描。由于本文中實(shí)驗(yàn)的試樣幾何形量較多，所以采用的掃描方式是分區(qū)掃描，即將粉掃描，該掃描方式的優(yōu)點(diǎn)在于能夠減少在成形的過用選區(qū)激光熔化（SLM）技術(shù)加工金屬零件，直接據(jù)逐層熔化金屬粉末，實(shí)現(xiàn)一次成形實(shí)體部件，具點(diǎn)。該設(shè)備可以打印的材料包括高溫合金、不銹鋼、鈷鉻合金、銅合金等，可應(yīng)用于航空、航天、航業(yè)，設(shè)備的基本參數(shù)如表 2-1 所示。


本文編號：3376377