透气模具钢S136的激光3D打印增材制造
发布时间：2021-01-14 04:12
作为金属激光3D打印技术中应用最广泛的一种成型方法,选区激光熔化（Selective Laser Melting,SLM）由于其具有“自由制造”、少加工工序、成型周期短等显著特点,近些年得到广泛的关注和发展。然而,由于激光光斑直径和粉末粒径大小等限制,SLM无法在CAD造型阶段通过预设好孔隙的方法直接制备具有小微米（<100μm）连通孔隙结构的多孔金属材料。这种具有小微米连通孔隙的特殊多孔金属的重要应用之一是作为透气模具钢,解决在注射模具行业的困气问题,由于其内部各个方向分布着均匀连通的微米级孔隙,被困的气体由于分子平均自由程远小于孔隙大小,会从透气钢孔隙中顺利排出,从而提高塑料制品成型质量。然而,目前我国的透气钢还主要依赖进口,并且传统方法制备透气钢面临生产成本高、生产效率较低等问题。为了降低国内市场透气模具钢对进口的依赖性,和解决SLM成型技术无法直接通过预设孔隙后制备小微米通孔结构的多孔材料的问题,本研究选取S136模具钢作为研究对象,氮化铬（CrNx）作为发泡剂,将粉末冶金中的熔体发泡法和SLM技术结合起来,制备出了连通的、孔径分布在2-30μm的S...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
注塑过程中困气和排气示意图
图 1-1 注塑过程中困气和排气示意图[12]28a) 困气 b) 排气相比普通模具钢，采用透气钢解决困气问题，生产出的塑料制件填充饱满，表面平滑完整，成型质量好（见图 1-2）。在注塑模具注塑生产中应用透气钢具有如下优点[13]3-4：（1）提升塑料制件成型质量。使用透气钢，一方面可以降低甚至消除成型制件的内应力，从而防止变形和翘曲的发生。另一方面避免气体不及时排出导致模腔内快速具压产生过烧、缺料和流痕等，使成的型制件填充饱满。（2）改进注塑工艺。透气钢的使用可以降低注塑成型压力，减少成型和保压时间，进而提高注塑成型的生产效率，降低生产成本。（3）优化模具结构。相比传统利用分型面、排气槽或者顶针等方式进行排气，使用透气钢镶嵌快可以使得开模困难和排气量小等问题得到有效解决。
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文20 世纪 90 年代初期时日本新东公司发明和生产的 PM-35 透气钢，其表面孔隙形貌和性能参数如图 1-3 所示。PM-35 透气钢孔隙形貌以不规则形为主，孔隙大小在 80 μm 以下，孔隙率约为 25%，拉伸强度在 450~500 MPa，基体的洛式硬度为 35~38 HRC。PM-35 透气钢由粉末冶金法烧结而成，由美国模具公司提供专利保护。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Mg及TiH2添加量对熔体发泡法制备泡沫铝性能的影响[J]. 龚成龙,吴序鹏,钟云强,王子瑜,黄本生. 有色金属工程. 2018(01)
[2]金属增材制造技术及其专用材料研究进展[J]. 杨全占,魏彦鹏,高鹏,成京昌,时坚,于波. 材料导报. 2016(S1)
[3]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)
[4]关于我国模具工业“十三五”发展的思考[J]. 周卫珺. 模具制造. 2014(08)
[5]模具制造技术新理念[J]. 陶永亮. 模具制造. 2012(03)
[6]模具行业“十二五”发展规划[J]. 模具工业. 2011(01)
[7]发泡剂在多孔泡沫金属中的应用进展[J]. 张铭显,陈乐平,周全. 铸造技术. 2010(12)
[8]金属粉末选区激光熔化技术的研究现状及其发展趋势[J]. 尹华,白培康,刘斌,李玉新. 热加工工艺. 2010(01)
[9]透气钢的制备方法及其在塑料模具中的应用研究[J]. 吴峥强,王军. 广东轻工职业技术学院学报. 2007(03)
[10]氢化钛的分解行为及其在制备泡沫铝中的应用[J]. 罗洪杰,吉海宾,杨国俊,姚广春. 东北大学学报(自然科学版). 2007(01)
博士论文
[1]激光选区熔化成形模具钢材料的组织与性能演变基础研究[D]. 赵晓.华中科技大学 2016
硕士论文
[1]透气钢的制备及性能分析[D]. 吴树海.华侨大学 2016
[2]生物质复合材料预处理机制研究及透气钢模具开发[D]. 王成钊.山东大学 2016
[3]氮含量对4Cr13耐蚀塑料模具钢组织和性能影响的实验研究[D]. 王飞.东北大学 2014
[4]选区激光熔化制备多孔316L不锈钢和多孔钛的研究[D]. 王志阳.南京航空航天大学 2010
[5]基于透气钢的微流控芯片气动吸脱模系统实验研究[D]. 申瑞霞.中南大学 2009
[6]发泡剂及工艺参数对泡沫钢孔隙率的影响[D]. 胡晓舟.昆明理工大学 2007
本文编号：2976190
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
注塑过程中困气和排气示意图
图 1-1 注塑过程中困气和排气示意图[12]28a) 困气 b) 排气相比普通模具钢，采用透气钢解决困气问题，生产出的塑料制件填充饱满，表面平滑完整，成型质量好（见图 1-2）。在注塑模具注塑生产中应用透气钢具有如下优点[13]3-4：（1）提升塑料制件成型质量。使用透气钢，一方面可以降低甚至消除成型制件的内应力，从而防止变形和翘曲的发生。另一方面避免气体不及时排出导致模腔内快速具压产生过烧、缺料和流痕等，使成的型制件填充饱满。（2）改进注塑工艺。透气钢的使用可以降低注塑成型压力，减少成型和保压时间，进而提高注塑成型的生产效率，降低生产成本。（3）优化模具结构。相比传统利用分型面、排气槽或者顶针等方式进行排气，使用透气钢镶嵌快可以使得开模困难和排气量小等问题得到有效解决。
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文20 世纪 90 年代初期时日本新东公司发明和生产的 PM-35 透气钢，其表面孔隙形貌和性能参数如图 1-3 所示。PM-35 透气钢孔隙形貌以不规则形为主，孔隙大小在 80 μm 以下，孔隙率约为 25%，拉伸强度在 450~500 MPa，基体的洛式硬度为 35~38 HRC。PM-35 透气钢由粉末冶金法烧结而成，由美国模具公司提供专利保护。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Mg及TiH2添加量对熔体发泡法制备泡沫铝性能的影响[J]. 龚成龙,吴序鹏,钟云强,王子瑜,黄本生. 有色金属工程. 2018(01)
[2]金属增材制造技术及其专用材料研究进展[J]. 杨全占,魏彦鹏,高鹏,成京昌,时坚,于波. 材料导报. 2016(S1)
[3]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)
[4]关于我国模具工业“十三五”发展的思考[J]. 周卫珺. 模具制造. 2014(08)
[5]模具制造技术新理念[J]. 陶永亮. 模具制造. 2012(03)
[6]模具行业“十二五”发展规划[J]. 模具工业. 2011(01)
[7]发泡剂在多孔泡沫金属中的应用进展[J]. 张铭显,陈乐平,周全. 铸造技术. 2010(12)
[8]金属粉末选区激光熔化技术的研究现状及其发展趋势[J]. 尹华,白培康,刘斌,李玉新. 热加工工艺. 2010(01)
[9]透气钢的制备方法及其在塑料模具中的应用研究[J]. 吴峥强,王军. 广东轻工职业技术学院学报. 2007(03)
[10]氢化钛的分解行为及其在制备泡沫铝中的应用[J]. 罗洪杰,吉海宾,杨国俊,姚广春. 东北大学学报(自然科学版). 2007(01)
博士论文
[1]激光选区熔化成形模具钢材料的组织与性能演变基础研究[D]. 赵晓.华中科技大学 2016
硕士论文
[1]透气钢的制备及性能分析[D]. 吴树海.华侨大学 2016
[2]生物质复合材料预处理机制研究及透气钢模具开发[D]. 王成钊.山东大学 2016
[3]氮含量对4Cr13耐蚀塑料模具钢组织和性能影响的实验研究[D]. 王飞.东北大学 2014
[4]选区激光熔化制备多孔316L不锈钢和多孔钛的研究[D]. 王志阳.南京航空航天大学 2010
[5]基于透气钢的微流控芯片气动吸脱模系统实验研究[D]. 申瑞霞.中南大学 2009
[6]发泡剂及工艺参数对泡沫钢孔隙率的影响[D]. 胡晓舟.昆明理工大学 2007
本文编号：2976190
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/2976190.html
