【摘要】：選區(qū)激光熔化技術基于微積分原理,根據(jù)輪廓數(shù)據(jù)利用高能量激光束將金屬粉末逐層選擇性地熔化,通過逐層鋪粉、逐層熔化凝固堆積的方式,制造三維實體零件。該技術不受零件復雜性制約,具有制造周期短、材料利用率高、成品率高、可個性化定制等優(yōu)點。由于選區(qū)激光熔化技術具有特殊性,對過程控制、材料特性、工藝可靠性、激光束穩(wěn)定性等諸多方面均有較高要求,容易因成形工藝不當而影響制件質量。國內對Inconel 718合金的研究成果較少。因此,本文對Inconel 718合金選區(qū)激光熔化技術的工藝、組織及性能進行研究,為后期鎳基高溫合金的成形制造提供理論基礎。本文通過選區(qū)激光熔化成形工藝實驗,探究工藝參數(shù)對Inconel 718合金相對致密度、微觀形貌、力學性能及物相分布的影響規(guī)律。研究表明:掃描速度、激光功率是影響Inconel 718合金成形性的主要因素,在工藝試驗基礎上獲得此合金的最優(yōu)化工藝參數(shù):激光功率為315 W、掃描速度為1050 mm/s、掃描間距為0.09 mm、鋪粉層厚為0.04 mm。在最佳工藝參數(shù)條件下,可獲得較少孔隙、裂紋等缺陷且相對致密度最高達98.94%的成形件,拉伸強度和屈服強度均超過傳統(tǒng)鑄造工藝并接近于鍛造退火工藝性能,延伸率是傳統(tǒng)鑄件的3倍。Inconel718合金內部組織成分均勻、致密,定向凝固的柱狀晶組織均勻排列。散熱特點導致了試樣組織形貌的差異性;通過控制工藝參數(shù)在層積方向可以得到定向凝固的柱狀晶組織;拉伸性能與沉積層間的熱影響區(qū)有相關性;試樣的硬度隨著組織細化和致密化而有所提高。對選區(qū)激光熔化技術中存在的球化、裂紋、飛濺、孔隙等缺陷及形成機理進行了分析,通過優(yōu)化工藝參數(shù)可以有效的抑制缺陷產生,選擇與合金材料潤濕性良好且膨脹系數(shù)高于合金材料的基板、烘干材料粉末以及提升材料抗熱裂性能等方式均可以得到高致密度和高性能的成形件。
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG665
【圖文】：

激光熔化的原理、應用及研究現(xiàn)狀激光熔化技術的原理及優(yōu)劣勢光熔化(Selective Laser Melting，SLM)技術采用逐級累加是增材制造技術的一個重要組成部分。成形原理如圖 1-1積分的原理，利用高能量激光束將單層粉末根據(jù)輪廓數(shù)金屬粉末，通過逐層鋪粉、逐層熔化凝固堆積的方式，該技術不受零件復雜性制約具有制造效率高、材料使用率可個性化定制、制造難度低、工件性能優(yōu)異等優(yōu)點[5]。

圖 1-2 SLM 成形系統(tǒng)Fig. 1-2 SLM system光熔化(SLM)技術作為增材制造的重要組成部分，具有諸料利用率高且來源廣泛：通過激光熔化合金粉末生產的工，材料利用率達 90 %以上，有效降低材料成本；可使用上任何受熱粘結的粉末均可采用，滿足了制造業(yè)部分需受產品復雜程度限制：快速、精確地制造出任意復雜形狀輕量化、結構合理的產品。發(fā)周期短，生產效率高：不需要傳統(tǒng)的機床以及模具，直簡單的表面處理即可，生產周期被顯著的縮短，提升了品精度高：激光光斑尺寸小且掃描精度高，可制得具有高表面形態(tài)較好。產環(huán)境無限制：對生產環(huán)境沒有苛刻要求且無需大面積、。性化定制：不受產品尺寸、結構復雜性限制，適合個性化肩大規(guī)模生產模式。

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 李曉紅;高彬彬;祁萌;王召陽;;智能制造技術發(fā)展及其國外國防領域研究應用現(xiàn)狀[J];國防制造技術;2015年04期

2 陳夢洋;白樸存;張安峰;張海洋;侯小虎;劉飛;;激光增材制造FGH96鎳基高溫合金柱狀晶微觀組織研究[J];材料導報;2015年20期

3 王康;黃筱調;袁鴻;;3D打印技術最新進展[J];機械設計與制造工程;2015年10期

4 蘭紅波;李滌塵;盧秉恒;;微納尺度3D打印[J];中國科學:技術科學;2015年09期

5 林鑫;黃衛(wèi)東;;高性能金屬構件的激光增材制造[J];中國科學:信息科學;2015年09期

6 黃俊輝;劉桂;姚志剛;周紅波;黃栻立;左軍;李昆;鄢昌渝;;3D打印技術在口腔頜面修復中的應用[J];中華口腔醫(yī)學研究雜志(電子版);2015年03期

7 楊雄文;楊永強;劉洋;王迪;;激光選區(qū)熔化成型典型幾何特征尺寸精度研究[J];中國激光;2015年03期

8 丁紅瑜;孫中剛;初銘強;黃潔;王豐超;;選區(qū)激光熔化技術發(fā)展現(xiàn)狀及在民用飛機上的應用[J];航空制造技術;2015年04期

9 趙志國;柏林;李黎;黃建云;;激光選區(qū)熔化成形技術的發(fā)展現(xiàn)狀及研究進展[J];航空制造技術;2014年19期

10 董鵬;陳濟輪;;國外選區(qū)激光熔化成形技術在航空航天領域應用現(xiàn)狀[J];航天制造技術;2014年01期

相關博士學位論文 前1條

1 晏恒峰;牙科激光選區(qū)熔化3D打印設備關鍵技術研究[D];北京工業(yè)大學;2016年

相關碩士學位論文 前4條

1 李志偉;激光選區(qū)熔化快速成型設備結構設計[D];南京理工大學;2016年

2 賈清波;Ni基高溫合金及其復合材料選區(qū)激光熔化成形工藝、組織及性能[D];南京航空航天大學;2015年

3 杜膠義;GH4169鎳基合金粉末選區(qū)激光熔化基礎工藝研究[D];中北大學;2014年

4 常帥;IN718高溫合金光纖激光增材制造技術研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年

本文編號：2736630