本文關(guān)鍵詞：316L粉末激光熔覆沉積成形工藝研究

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【摘要】：金屬激光熔覆沉積成形是增材制造技術(shù)的主要發(fā)展趨勢之一,本文首先設(shè)計了針對具有大角度懸臂構(gòu)件的激光熔覆多維沉積實驗平臺,并應(yīng)用所設(shè)計的實驗平臺,研究并確定了316L粉末激光熔覆沉積成形的最優(yōu)工藝。主要研究內(nèi)容如下。根據(jù)激光多維熔覆大角度懸臂結(jié)構(gòu)件的需要,提出了總體設(shè)計方案,并對具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計,加工完成了激光熔覆多維沉積實驗平臺并保證了成形過程的自動化。采用正交設(shè)計試驗方法對激光熔覆工藝參數(shù)進(jìn)行了實驗設(shè)計,利用極差分析法得到了輪廓線工藝參數(shù)的優(yōu)化方案為:激光功率300 W,掃描速度5 mm/s,送粉速率4 g/min;填充線工藝參數(shù)的優(yōu)化方案為:激光功率450 W,掃描速度4 mm/s,送粉速率4 g/min。應(yīng)用最優(yōu)熔覆工藝,以316L粉末為熔覆材料所得到的熔覆試樣成形良好,微觀組織觀察表明兩層之間呈冶金結(jié)合狀態(tài),沒有氣孔和裂紋等缺陷,符合使用要求。利用自主開發(fā)的實驗平臺,成形了具有大角度懸臂特征的零件,初步驗證了激光熔覆多維沉積成形的功能,為后續(xù)復(fù)雜零件的成形打下了基礎(chǔ)。采用填充線Z字形掃描及輪廓線偏置掃描相結(jié)合的方式成形了20 mm×20 mm×60 mm的立方體試樣,力學(xué)性能測試表明其平均屈服強(qiáng)度為246 MPa、平均抗拉強(qiáng)度為551 MPa、平均延伸率為26.3%。微觀組織觀察表明:層與層厚度均勻,層間呈冶金結(jié)合狀態(tài),層間有與兩層界面垂直生長的柱狀晶和等軸晶,層內(nèi)組織為均勻的等軸晶,無氣孔和裂紋等缺陷。
【關(guān)鍵詞】：激光熔覆沉積 316L粉末 工藝參數(shù) 微觀組織 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 引言9-10
• 1.2 金屬三維打印技術(shù)10-15
• 1.2.1 SLM技術(shù)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 LCD技術(shù)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 SLM與LCD技術(shù)的比較14-15
• 1.3 激光熔覆多維沉積技術(shù)15-17
• 1.4 論文研究目的及內(nèi)容17-19
• 1.4.1 研究目的17-18
• 1.4.2 研究內(nèi)容18-19
• 第二章 激光熔覆多維沉積實驗平臺的設(shè)計及實現(xiàn)19-29
• 2.1 總體方案19-20
• 2.2 實驗平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計20-26
• 2.2.1 主框架設(shè)計20-21
• 2.2.2 XY軸設(shè)計21-22
• 2.2.3 Z軸設(shè)計22-23
• 2.2.4 旋轉(zhuǎn)軸設(shè)計23-26
• 2.3 實驗平臺控制系統(tǒng)硬件設(shè)計26-28
• 2.3.1 控制系統(tǒng)硬件26-27
• 2.3.2 控制系統(tǒng)設(shè)計27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 316L粉末激光單道熔覆工藝研究29-42
• 3.1 試驗材料及設(shè)備29-32
• 3.1.1 試驗材料29-30
• 3.1.2 試驗設(shè)備30-32
• 3.2 試驗方法32-33
• 3.2.1 正交試驗設(shè)計方案32-33
• 3.2.2 微觀組織觀察33
• 3.3 試驗結(jié)果分析33-41
• 3.3.1 考核指標(biāo)及評分標(biāo)準(zhǔn)的制定33-35
• 3.3.2 輪廓線工藝參數(shù)的確定35-37
• 3.3.3 填充線工藝參數(shù)的確定37-39
• 3.3.4 分析與討論39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 316L粉末激光熔覆沉積成形42-56
• 4.1 簡單薄壁零件的激光熔覆沉積成形42-46
• 4.1.1 方形薄壁零件的成形43-44
• 4.1.2 環(huán)形薄壁零件的成形44-46
• 4.2 復(fù)雜薄壁零件的激光熔覆沉積成形46-49
• 4.3 實心零件的激光熔覆沉積成形及性能分析49-55
• 4.3.1 實心零件的激光熔覆沉積成形49-51
• 4.3.2 實心零件力學(xué)性能測試51-52
• 4.3.3 實心零件微觀組織觀察52-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第五章 結(jié)論56-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 致謝60-61
• 個人簡歷及參與科研項目61

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 張海鷗;王超;胡幫友;蔣疆;鄒海平;王桂蘭;;金屬零件直接快速制造技術(shù)及發(fā)展趨勢[J];航空制造技術(shù);2010年08期

2 蔡志祥;曾曉雁;;激光微熔覆技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J];中國光學(xué)與應(yīng)用光學(xué);2010年05期

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本文編號：679868