激光选区熔化成形18Ni300模具钢的工艺优化及性能研究

发布时间：2024-05-15 03:26

　　激光选区熔化(Selective Laser Meilting,SLM)技术是一种能够快速成型复杂结构金属零件的增材制造技术,能够成形复杂形状的冷却水道,使冷却水道的设计更加灵活,冷却效果更佳。本文对18Ni300模具钢粉末的SLM成形工艺参数进行优化处理,并研究了不同粒径范围粉末和不同热处理方式对试样组织和性能的影响,研究了热处理前后试样的热膨胀性能以及设计和分析了带有随形冷却水道模具镶块的SLM成形效果。采用控制变量实验优化出了最佳的SLM成形18Ni300模具钢的工艺参数为:激光功率175 W,扫描速度400 mm/s,扫描间距0.07 mm,该参数下成形试样的相对密度,表面粗糙度,抗拉强度,延伸率和显微硬度分别99.13%,11.34μm,1168 MPa,6.44%和348.4 HV。当激光功率保持不变时,随着扫描速度和扫描间距的增加,试样相对密度和综合力学性能先增大后减小,试样的表面粗糙度先减小后增大;当扫描速度和扫描间距保持不变时,随着激光功率的增加,试样相对密度和综合力学性能则逐渐增大,试样的表面粗糙度越来越小。为了研究不同粒度组成对SLM成形效果的影响规律,专门配制了...

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 激光选区熔化技术
        1.2.1 成形技术原理
        1.2.2 成形设备研究现状
        1.2.3 成形工艺研究
    1.3 模具钢的分类及应用
    1.4 激光选区熔化成形模具钢的研究现状
    1.5 本课题的研究意义与研究内容
        1.5.1 研究意义
        1.5.2 研究内容
    1.6 课题来源
第二章 实验材料与研究方法
    2.1 实验材料
    2.2 18 Ni300 模具钢的SLM成形实验方案设计
        2.2.1 SLM成形设备
        2.2.2 SLM成形工艺参数优化
        2.2.3 不同粒径范围粉末对SLM成形性能的影响
    2.3 性能测试方法及设备
        2.3.1 粉末性能检查方法及设备
        2.3.2 SLM成形18Ni300 模具钢的性能检测方法及设备
第三章 SLM成形18Ni300 模具钢的工艺参数优化
    3.1 实验材料
    3.2 控制变量实验方案及结果
        3.2.1 控制变量实验具体方案
        3.2.2 实验结果分析
    3.3 工艺参数对18Ni300 模具钢的性能影响
        3.3.1 表面性能
        3.3.2 显微组织
        3.3.3 力学性能
    3.4 本章小结
第四章 不同粒径范围的18Ni300 模具钢粉末对SLM成形性能的影响
    4.1 粒度分析
    4.2 粒形分析
        4.2.1 延伸度
        4.2.2 卫星化情况
        4.2.3 ISO圆度
    4.3 流动性
    4.4 成形性能分析
        4.4.1 致密度分析
        4.4.2 表面粗糙度分析
        4.4.3 力学性能分析
    4.5 本章小结
第五章 18Ni300模具钢的不同热处理及热膨胀性能研究
    5.1 18 Ni300 模具钢热处理研究
        5.1.1 热处理方案制定
        5.1.2 热处理实验结果与分析
            5.1.2.1 物相与微观组织
            5.1.2.2 力学性能
            5.1.2.3 断口形貌
    5.2 18Ni300 模具钢热膨胀性能研究
    5.3 本章小结
第六章 镜头装饰件随形冷却模具的设计及其SLM成形
    6.1 随形冷却模具设计
    6.2 成形前处理
    6.3 SLM成形过程及成形效果
    6.4 成形精度检测
    6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
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本文编号：3973832