马氏体时效钢（18Ni300）增减材复合制造工艺研究

发布时间：2020-04-06 11:53

【摘要】：增减材复合制造是一种集增材制造和减材加工优点的绿色快速制造方式。该方式可实现高精度、高质量复杂结构零件一次性成形制造,在航空航天、模具制造等领域有着广泛的应用前景。本文选取商业用马氏体时效钢18Ni300金属粉末作为研究材料,选择激光选取熔化作为其增材方式,轴向超声振动铣削作为其减材方式,对该种材料的增减材复合制造工艺进行了探索研究。研究了激光功率和扫描速度对18Ni300增材单熔道几何特征的影响;改变激光功率、扫描速度和扫描间距,对两熔道实际搭接率进行了测量,同时通过对搭接粗糙度的测量评价了相邻熔道搭接质量;从表面张力角度对熔道的球化效应成形机理进行了分析,并利用有限体积仿真研究了激光功率和扫描速度对Marangoni对流速度和熔池熔融状态保持时间的影响。将试件的致密度和硬度作为增材零件成形质量评价标准,使用单因素分析方法分别研究了激光功率和扫描速度对18Ni300增材试件成形质量的影响。同时观测了不同激光参数下增材试件表面形貌和内部组织。综合考虑能量利用率、表面质量和成形质量,选用了激光功率340W、扫描速度810mm/s作为后续减材实验中增材零件制造参数。对比其他干切削条件下刀具寿命延长方法,选择轴向超声振动铣削作为增减材复合制造的减材方式。对轴向超声振动铣刀进行运动学和有限元仿真分析,得到当铣削速度、刀具刃倾角、共振频率和刀具振幅满足一定条件时,刀具和工件分离从而实现超声分离切削效果的结论。通过初步超声铣削实验,证明了轴向超声振动可以降低刀具磨损,并能有效降低铣削表面粗糙度值。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH16

【参考文献】

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本文编号：2616476