選區(qū)激光熔化CoCrW合金工藝優(yōu)化和微觀組織分析
發(fā)布時間:2022-09-28 20:44
近年來,隨著增材制造技術(shù)(Additive Manufacturing,AM)的發(fā)展,個性化的制造進程加快,選區(qū)激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)是金屬增材制造領(lǐng)域的代表性技術(shù),能夠直接快速成型具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)、高性能、高精度的功能零件。CoCrW合金具有優(yōu)異耐磨性、耐腐蝕性和生物相容性,在醫(yī)療領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用于制造義齒、關(guān)節(jié)等植入物。本論文以齒科用CoCrW合金粉末為實驗材料,使用選區(qū)激光熔化技術(shù)直接成型,通過改變成型過程中的工藝參數(shù),對成型試樣顯微組織和性能進行了研究。主要內(nèi)容包括以下幾個方面:(1)研究了SLM工藝參數(shù)對試樣熔池幾何形貌的影響規(guī)律。通過設(shè)計單因素實驗,分別改變SLM過程中的激光功率、掃描速度和掃描線間距,測量了不同工藝下試樣的熔池寬度w和深度h,得出的規(guī)律是:w和h與激光功率呈正相關(guān),當(dāng)激光功率為300W時,w和h分別為189μm和64μm;w和h與激光功率呈負相關(guān),當(dāng)激光功率為700mm/s時,w和h分別為122μm和61μm;增加掃描線間距會使熔池的層內(nèi)重熔區(qū)域顯著增加。(2)優(yōu)化了SLM工藝參數(shù)。通過設(shè)計多因素實驗,改變SLM過程中...
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
1 緒論
1.1 課題的研究背景
1.2 選區(qū)激光熔化技術(shù)的原理和研究情況
1.2.1 技術(shù)原理
1.2.2 激光選區(qū)熔化技術(shù)的應(yīng)用
1.2.3 國內(nèi)外研究情況
1.3 CoCrW合金特性及其應(yīng)用
1.3.1 CoCrW合金特性
1.3.2 CoCrW合金的應(yīng)用
1.4 選區(qū)激光熔化過程中關(guān)鍵問題討論
1.4.1 熔池的形成和動力學(xué)原理
1.4.2 外延生長現(xiàn)象
1.4.3 亞晶粒組織
1.5 課題意義及研究內(nèi)容
1.5.1 研究目的及意義
1.5.2 本文主要研究內(nèi)容
2 實驗材料、設(shè)備和方法
2.1 實驗材料
2.2 選區(qū)激光熔化設(shè)備和方法
2.2.1 選區(qū)激光熔化設(shè)備
2.2.2 激光掃描策略
2.3 實驗檢測方法和設(shè)備
2.4 本章小結(jié)
3 SLM工藝參數(shù)對熔池幾何形貌的影響
3.1 引言
3.2 熔池特征觀察
3.3 影響熔池幾何形狀關(guān)鍵因素討論
3.4 激光功率和掃描速度對熔池幾何形貌的影響
3.4.1 激光功率對熔池幾何形貌的影響
3.4.2 掃描速度對熔池幾何形貌的影響
3.5 掃面線間距對熔池幾何形貌的影響
3.6 本章小結(jié)
4 SLM工藝參數(shù)優(yōu)化
4.0 引言
4.1 實驗方案
4.2 致密度分析
4.3 拉伸性能討論
4.3.1 拉伸結(jié)果分析
4.3.2 斷口形貌分析
4.4 成型效率分析
4.5 工藝參數(shù)優(yōu)化結(jié)果
5 SLM微觀組織分析
5.1 引言
5.2 亞晶粒組織
5.3 外延生長現(xiàn)象
5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]TiC/Inconel 718復(fù)合材料選區(qū)激光熔化成形的熱物理機制[J]. 石齊民,顧冬冬,顧榮海,陳文華,戴冬華,陳洪宇. 稀有金屬材料與工程. 2017(06)
[2]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)
[3]Al-1.5%Cu合金定向凝固界面形態(tài)演化(英文)[J]. 屈敏,劉林,崔巖,劉峰斌. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(02)
[4]3-D打印技術(shù)在頜面骨缺損修復(fù)重建的應(yīng)用[J]. 余丹,劉建華,朱慧勇,李志勇,黃旭,魏棟,林軼,何劍鋒,趙文權(quán). 中國修復(fù)重建外科雜志. 2014(03)
[5]Metal Fabrication by Additive Manufacturing Using Laser and Electron Beam Melting Technologies[J]. Lawrence E. Murr,Sara M. Gaytan,Diana A. Ramirez,Edwin Martinez,Jennifer Hernandez,Krista N. Amato,Patrick W. Shindo,Francisco R. Medina,Ryan B. Wicker. Journal of Materials Science & Technology. 2012(01)
[6]激光快速成形鈷鉻合金機械性能研究[J]. 劉治,呂曉衛(wèi),張春寶,高勃. 實用口腔醫(yī)學(xué)雜志. 2010(04)
[7]動態(tài)聚焦激光振鏡掃描系統(tǒng)的誤差分析及圖形校正算法[J]. 文世峰,史玉升,謝軍. 新技術(shù)新工藝. 2009(05)
[8]激光快速成形過程中316L不銹鋼顯微組織的演變[J]. 林鑫,楊海歐,陳靜,黃衛(wèi)東. 金屬學(xué)報. 2006(04)
[9]牙種植體材料的研究進展[J]. 張丁華,孫皎. 口腔材料器械雜志. 2006(01)
[10]鈦板修復(fù)下頜骨缺損的遠期失敗因素分析[J]. 張益,張建國,俞光巖. 中華口腔醫(yī)學(xué)雜志. 1999(04)
博士論文
[1]激光選區(qū)熔化微尺度熔池特性與凝固微觀組織[D]. 周鑫.清華大學(xué) 2016
[2]基于激光選區(qū)熔化技術(shù)的個性化植入體設(shè)計與直接制造研究[D]. 宋長輝.華南理工大學(xué) 2014
[3]鎢及鎢合金的選擇性激光熔化過程中微觀組織演化研究[D]. 張丹青.華中科技大學(xué) 2011
[4]金屬粉末選擇性激光熔化成形的關(guān)鍵基礎(chǔ)問題研究[D]. 李瑞迪.華中科技大學(xué) 2010
[5]選擇性激光燒結(jié)快速成形中振鏡掃描與控制系統(tǒng)的研究[D]. 文世峰.華中科技大學(xué) 2010
碩士論文
[1]基于埋管法的隨形冷卻注塑模關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 閔全釗.華南理工大學(xué) 2015
[2]注塑模隨形冷卻優(yōu)化設(shè)計及分型制造方法的研究[D]. 王勇.湖北工業(yè)大學(xué) 2013
[3]選區(qū)激光熔化成形SRR99鎳基單晶的基礎(chǔ)研究[D]. 潘愛瓊.華中科技大學(xué) 2013
[4]隨形冷卻注塑模的設(shè)計與制造關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 伍志剛.華中科技大學(xué) 2007
[5]選擇性激光熔化設(shè)備和工藝研究[D]. 劉強.華中科技大學(xué) 2007
本文編號:3682353
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
1 緒論
1.1 課題的研究背景
1.2 選區(qū)激光熔化技術(shù)的原理和研究情況
1.2.1 技術(shù)原理
1.2.2 激光選區(qū)熔化技術(shù)的應(yīng)用
1.2.3 國內(nèi)外研究情況
1.3 CoCrW合金特性及其應(yīng)用
1.3.1 CoCrW合金特性
1.3.2 CoCrW合金的應(yīng)用
1.4 選區(qū)激光熔化過程中關(guān)鍵問題討論
1.4.1 熔池的形成和動力學(xué)原理
1.4.2 外延生長現(xiàn)象
1.4.3 亞晶粒組織
1.5 課題意義及研究內(nèi)容
1.5.1 研究目的及意義
1.5.2 本文主要研究內(nèi)容
2 實驗材料、設(shè)備和方法
2.1 實驗材料
2.2 選區(qū)激光熔化設(shè)備和方法
2.2.1 選區(qū)激光熔化設(shè)備
2.2.2 激光掃描策略
2.3 實驗檢測方法和設(shè)備
2.4 本章小結(jié)
3 SLM工藝參數(shù)對熔池幾何形貌的影響
3.1 引言
3.2 熔池特征觀察
3.3 影響熔池幾何形狀關(guān)鍵因素討論
3.4 激光功率和掃描速度對熔池幾何形貌的影響
3.4.1 激光功率對熔池幾何形貌的影響
3.4.2 掃描速度對熔池幾何形貌的影響
3.5 掃面線間距對熔池幾何形貌的影響
3.6 本章小結(jié)
4 SLM工藝參數(shù)優(yōu)化
4.0 引言
4.1 實驗方案
4.2 致密度分析
4.3 拉伸性能討論
4.3.1 拉伸結(jié)果分析
4.3.2 斷口形貌分析
4.4 成型效率分析
4.5 工藝參數(shù)優(yōu)化結(jié)果
5 SLM微觀組織分析
5.1 引言
5.2 亞晶粒組織
5.3 外延生長現(xiàn)象
5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]TiC/Inconel 718復(fù)合材料選區(qū)激光熔化成形的熱物理機制[J]. 石齊民,顧冬冬,顧榮海,陳文華,戴冬華,陳洪宇. 稀有金屬材料與工程. 2017(06)
[2]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)
[3]Al-1.5%Cu合金定向凝固界面形態(tài)演化(英文)[J]. 屈敏,劉林,崔巖,劉峰斌. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(02)
[4]3-D打印技術(shù)在頜面骨缺損修復(fù)重建的應(yīng)用[J]. 余丹,劉建華,朱慧勇,李志勇,黃旭,魏棟,林軼,何劍鋒,趙文權(quán). 中國修復(fù)重建外科雜志. 2014(03)
[5]Metal Fabrication by Additive Manufacturing Using Laser and Electron Beam Melting Technologies[J]. Lawrence E. Murr,Sara M. Gaytan,Diana A. Ramirez,Edwin Martinez,Jennifer Hernandez,Krista N. Amato,Patrick W. Shindo,Francisco R. Medina,Ryan B. Wicker. Journal of Materials Science & Technology. 2012(01)
[6]激光快速成形鈷鉻合金機械性能研究[J]. 劉治,呂曉衛(wèi),張春寶,高勃. 實用口腔醫(yī)學(xué)雜志. 2010(04)
[7]動態(tài)聚焦激光振鏡掃描系統(tǒng)的誤差分析及圖形校正算法[J]. 文世峰,史玉升,謝軍. 新技術(shù)新工藝. 2009(05)
[8]激光快速成形過程中316L不銹鋼顯微組織的演變[J]. 林鑫,楊海歐,陳靜,黃衛(wèi)東. 金屬學(xué)報. 2006(04)
[9]牙種植體材料的研究進展[J]. 張丁華,孫皎. 口腔材料器械雜志. 2006(01)
[10]鈦板修復(fù)下頜骨缺損的遠期失敗因素分析[J]. 張益,張建國,俞光巖. 中華口腔醫(yī)學(xué)雜志. 1999(04)
博士論文
[1]激光選區(qū)熔化微尺度熔池特性與凝固微觀組織[D]. 周鑫.清華大學(xué) 2016
[2]基于激光選區(qū)熔化技術(shù)的個性化植入體設(shè)計與直接制造研究[D]. 宋長輝.華南理工大學(xué) 2014
[3]鎢及鎢合金的選擇性激光熔化過程中微觀組織演化研究[D]. 張丹青.華中科技大學(xué) 2011
[4]金屬粉末選擇性激光熔化成形的關(guān)鍵基礎(chǔ)問題研究[D]. 李瑞迪.華中科技大學(xué) 2010
[5]選擇性激光燒結(jié)快速成形中振鏡掃描與控制系統(tǒng)的研究[D]. 文世峰.華中科技大學(xué) 2010
碩士論文
[1]基于埋管法的隨形冷卻注塑模關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 閔全釗.華南理工大學(xué) 2015
[2]注塑模隨形冷卻優(yōu)化設(shè)計及分型制造方法的研究[D]. 王勇.湖北工業(yè)大學(xué) 2013
[3]選區(qū)激光熔化成形SRR99鎳基單晶的基礎(chǔ)研究[D]. 潘愛瓊.華中科技大學(xué) 2013
[4]隨形冷卻注塑模的設(shè)計與制造關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 伍志剛.華中科技大學(xué) 2007
[5]選擇性激光熔化設(shè)備和工藝研究[D]. 劉強.華中科技大學(xué) 2007
本文編號:3682353
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/jinshugongy/3682353.html
最近更新
教材專著