高溫合金構(gòu)件激光快速成型工藝研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-23 00:12
金屬粉末激光燒結(jié)成型技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)外快速成型領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文介紹了快速成型技術(shù)的原理、國(guó)內(nèi)外研究概況及其在金屬模具和零件制造中的應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)首先研制成功了覆膜高溫合金粉末及其制備工藝,并對(duì)其激光燒結(jié)成型和后處理工藝進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究,為該項(xiàng)技術(shù)的工程化應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。 本文主要研究?jī)?nèi)容為: (1)選擇合適的包覆材料體系,對(duì)鉬粉的包覆工藝進(jìn)行了優(yōu)化實(shí)驗(yàn),在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了適合于激光燒結(jié)成型用覆膜高溫合金粉末材料; (2)通過(guò)激光燒結(jié)成型實(shí)驗(yàn),運(yùn)用正交實(shí)驗(yàn)方法,系統(tǒng)地研究了燒結(jié)工藝參數(shù)對(duì)成型質(zhì)量的影響關(guān)系,在此基礎(chǔ)上確定了覆膜高溫合金粉末最佳燒結(jié)成型工藝參數(shù); (3)對(duì)激光成型件進(jìn)行了后處理工藝實(shí)驗(yàn),得到了優(yōu)化的后處理工藝規(guī)程,并制作了合格的后處理樣件。
【文章來(lái)源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁(yè)數(shù)】:49 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
選擇性燒結(jié)成型原理圖
粉末粘接成型[25]。(2)有機(jī)樹脂溶液覆膜研磨制粉工藝覆膜金屬粉末制造工藝流程如圖2一2所示:清洗!〕亙困圖2一2覆膜金屬粉制備工藝示意圖(3)熱熔膠包覆低溫粉碎制粉工藝熱熔膠類樹脂具有良好的粘結(jié)性,可以作為包覆材料的主要成分,包覆熱熔膠膜低溫粉碎制粉同上述工藝流程相似,主要特點(diǎn)是在粒料粉碎時(shí)采用低溫粉碎研磨法。由于包覆材料在室溫韌性較大,通過(guò)常規(guī)粉碎方法難以得到粒度較小的粉末材料,采用液氮深冷低溫粉碎方法,可獲得粒度適于激光燒結(jié)的成型材料。2.2.2制備工藝方法微細(xì)粉末高速混合包覆制粉工藝兩個(gè)主要特點(diǎn),一是要求所用有機(jī)樹脂均為粒度很小(近于納米級(jí))的粉體材料;二是混粉設(shè)備必須使用高速混合機(jī),保證粉末高速混勻。實(shí)驗(yàn)使用微細(xì)(粒徑800目)熱熔膠類復(fù)合樹脂材料,按一定配比與金屬粉在SHR一25C型高速混合機(jī)中高速攪拌混合
粒間作用力較弱,同時(shí)覆膜金屬顆粒之間存在大量的孔隙,且覆膜金屬顆粒大小并非均勻一致,因此經(jīng)過(guò)激光燒結(jié)后顆粒之間的孔隙大小也參差不齊如圖3一2所示,使得激光燒結(jié)件的力學(xué)性能很低,稍微用力就會(huì)發(fā)生出現(xiàn)裂紋,甚至發(fā)生斷裂。因此,激光燒結(jié)件從快速成型機(jī)中取出時(shí)一定要輕拿輕放。燒結(jié)件的孔隙越大,金屬之間的聯(lián)系便越脆弱,材料的力學(xué)性能便越差,而且較大的孔隙的存在也會(huì)影響隨后的后處理過(guò)程。圖3一覆膜鋁粉成型件的孔隙分布3.2.3燒結(jié)機(jī)理模型對(duì)成型機(jī)理的研究是SLS技術(shù)的基礎(chǔ)性研究工作之一,目前的研究多集中在有機(jī)材料粉末激光燒結(jié)成型機(jī)理方面,對(duì)金屬、陶瓷及其覆膜材料的成型機(jī)理研究較少。國(guó)內(nèi)外認(rèn)為主要有以下六種基本燒結(jié)機(jī)理:粘性流動(dòng)、塑性流動(dòng)、蒸發(fā)與凝固、體積擴(kuò)散、表面擴(kuò)散及晶界擴(kuò)散。比較一致的看法認(rèn)為,粘流是有機(jī)材料如熱塑性樹脂(聚碳酸脂、尼龍)粉末的主要燒結(jié)成型機(jī)理
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]選擇性激光燒結(jié)成型技術(shù)在華北工學(xué)院[J]. 梁紅英,黨驚知,白培康. 華北工學(xué)院學(xué)報(bào). 2002(03)
[2]樹脂基復(fù)合成型材料激光燒結(jié)過(guò)程溫度場(chǎng)數(shù)值模擬[J]. 白培康,黃樹槐,程軍. 應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2002(01)
[3]基于SLS技術(shù)的金屬零件快速制造研究[J]. 趙劍峰,李悅,張建華,黃因慧,余承業(yè),張友良. 特種鑄造及有色合金. 2000(05)
[4]快速成型制造技術(shù)及應(yīng)用[J]. 劉書華. 新技術(shù)新工藝. 2000(03)
[5]模具的精密鑄造技術(shù)[J]. 賀俊杰,蘭杰,翟春泉,丁文江. 鑄造. 2000(03)
[6]基于快速原型技術(shù)的精密模具鑄造工藝[J]. 馬天,邢建東,方亮,王恩澤. 鑄造技術(shù). 2000(01)
[7]基于選擇性激光燒結(jié)技術(shù)的快速鑄造[J]. 樊自田,黃乃瑜,陳宗孟. 特種鑄造及有色合金. 1999(05)
[8]快速金屬模具制造[J]. 姜不居,閆雙景,崔戰(zhàn)良,呂志剛. 特種鑄造及有色合金. 1999(01)
[9]基于激光快速成形技術(shù)的快速工/模具制造[J]. 郭九生,李寶明,羅成明,盧秉恒. 金屬成形工藝. 1998(03)
[10]用選擇性激光燒結(jié)實(shí)現(xiàn)快速精密鑄造[J]. 馮濤,孫建民,宗貴升. 中國(guó)機(jī)械工程. 1997(05)
碩士論文
[1]覆膜金屬粉末選擇性激光燒結(jié)快速成型工藝研究[D]. 梁紅英.華北工學(xué)院 2002
本文編號(hào):3298186
【文章來(lái)源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁(yè)數(shù)】:49 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
選擇性燒結(jié)成型原理圖
粉末粘接成型[25]。(2)有機(jī)樹脂溶液覆膜研磨制粉工藝覆膜金屬粉末制造工藝流程如圖2一2所示:清洗!〕亙困圖2一2覆膜金屬粉制備工藝示意圖(3)熱熔膠包覆低溫粉碎制粉工藝熱熔膠類樹脂具有良好的粘結(jié)性,可以作為包覆材料的主要成分,包覆熱熔膠膜低溫粉碎制粉同上述工藝流程相似,主要特點(diǎn)是在粒料粉碎時(shí)采用低溫粉碎研磨法。由于包覆材料在室溫韌性較大,通過(guò)常規(guī)粉碎方法難以得到粒度較小的粉末材料,采用液氮深冷低溫粉碎方法,可獲得粒度適于激光燒結(jié)的成型材料。2.2.2制備工藝方法微細(xì)粉末高速混合包覆制粉工藝兩個(gè)主要特點(diǎn),一是要求所用有機(jī)樹脂均為粒度很小(近于納米級(jí))的粉體材料;二是混粉設(shè)備必須使用高速混合機(jī),保證粉末高速混勻。實(shí)驗(yàn)使用微細(xì)(粒徑800目)熱熔膠類復(fù)合樹脂材料,按一定配比與金屬粉在SHR一25C型高速混合機(jī)中高速攪拌混合
粒間作用力較弱,同時(shí)覆膜金屬顆粒之間存在大量的孔隙,且覆膜金屬顆粒大小并非均勻一致,因此經(jīng)過(guò)激光燒結(jié)后顆粒之間的孔隙大小也參差不齊如圖3一2所示,使得激光燒結(jié)件的力學(xué)性能很低,稍微用力就會(huì)發(fā)生出現(xiàn)裂紋,甚至發(fā)生斷裂。因此,激光燒結(jié)件從快速成型機(jī)中取出時(shí)一定要輕拿輕放。燒結(jié)件的孔隙越大,金屬之間的聯(lián)系便越脆弱,材料的力學(xué)性能便越差,而且較大的孔隙的存在也會(huì)影響隨后的后處理過(guò)程。圖3一覆膜鋁粉成型件的孔隙分布3.2.3燒結(jié)機(jī)理模型對(duì)成型機(jī)理的研究是SLS技術(shù)的基礎(chǔ)性研究工作之一,目前的研究多集中在有機(jī)材料粉末激光燒結(jié)成型機(jī)理方面,對(duì)金屬、陶瓷及其覆膜材料的成型機(jī)理研究較少。國(guó)內(nèi)外認(rèn)為主要有以下六種基本燒結(jié)機(jī)理:粘性流動(dòng)、塑性流動(dòng)、蒸發(fā)與凝固、體積擴(kuò)散、表面擴(kuò)散及晶界擴(kuò)散。比較一致的看法認(rèn)為,粘流是有機(jī)材料如熱塑性樹脂(聚碳酸脂、尼龍)粉末的主要燒結(jié)成型機(jī)理
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]選擇性激光燒結(jié)成型技術(shù)在華北工學(xué)院[J]. 梁紅英,黨驚知,白培康. 華北工學(xué)院學(xué)報(bào). 2002(03)
[2]樹脂基復(fù)合成型材料激光燒結(jié)過(guò)程溫度場(chǎng)數(shù)值模擬[J]. 白培康,黃樹槐,程軍. 應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2002(01)
[3]基于SLS技術(shù)的金屬零件快速制造研究[J]. 趙劍峰,李悅,張建華,黃因慧,余承業(yè),張友良. 特種鑄造及有色合金. 2000(05)
[4]快速成型制造技術(shù)及應(yīng)用[J]. 劉書華. 新技術(shù)新工藝. 2000(03)
[5]模具的精密鑄造技術(shù)[J]. 賀俊杰,蘭杰,翟春泉,丁文江. 鑄造. 2000(03)
[6]基于快速原型技術(shù)的精密模具鑄造工藝[J]. 馬天,邢建東,方亮,王恩澤. 鑄造技術(shù). 2000(01)
[7]基于選擇性激光燒結(jié)技術(shù)的快速鑄造[J]. 樊自田,黃乃瑜,陳宗孟. 特種鑄造及有色合金. 1999(05)
[8]快速金屬模具制造[J]. 姜不居,閆雙景,崔戰(zhàn)良,呂志剛. 特種鑄造及有色合金. 1999(01)
[9]基于激光快速成形技術(shù)的快速工/模具制造[J]. 郭九生,李寶明,羅成明,盧秉恒. 金屬成形工藝. 1998(03)
[10]用選擇性激光燒結(jié)實(shí)現(xiàn)快速精密鑄造[J]. 馮濤,孫建民,宗貴升. 中國(guó)機(jī)械工程. 1997(05)
碩士論文
[1]覆膜金屬粉末選擇性激光燒結(jié)快速成型工藝研究[D]. 梁紅英.華北工學(xué)院 2002
本文編號(hào):3298186
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