TIG电弧增材制造TC4组织和性能的研究

发布时间：2021-02-02 20:37

　　电弧增材制造（3D打印）技术是通过电脑辅助设计,材料由点到面再到体由下到上的逐层制造的过程。与传统的铸造、锻造等加工技术相比较,电弧增材制造成形的零件具有性能好,精度高等优点;与激光、电子束等增材制造方法相比,其具有制造成本低,效率高等优点。本文用TIG电弧增材制造方法,目的是探索在最佳工艺参数下成形件的显微组织以及力学性能。通过工艺参数对沉积层外观形貌、冶金缺陷、熔深、熔高及熔宽的影响规律的研究,并通过正交试验确定了TIG电弧3D打印最佳工艺参数;采用光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）及X射线衍射仪（XRD）对沉积层的组织及相进行了分析;采用维氏硬度仪及万能拉伸试验机分析了沉积试样的硬度分布规律及机械性能变化规律。试验结果表明,TIG电弧3D打印的最佳工艺参数为电弧电流I=160A、扫描速度V_m=8mm/s、送丝速度V_d=1.4m/min、搭接率40%;随着电弧电流的增加,熔深略有增加、熔高没有明显变化、熔宽逐渐加宽;随着扫描速度增加,熔深逐渐减小、熔高略有增加、熔宽逐渐减小;随着送丝速度的增加,熔深逐渐减小、熔高增加、熔宽也逐渐增加;沉... 

【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 背景及意义
    1.2 电弧增材制造技术
        1.2.1 TIG电弧的增材制造技术原理
        1.2.2 增材制造技术发展状况
        1.2.3 金属增材制造技术分类
        1.2.4 增材制造技术的金属材料
        1.2.5 增材制造的应用
        1.2.6 钛合金TIG电弧增材制造技术难点
    1.3 钛合金概述
        1.3.1 钛及钛合金的特点
        1.3.2 钛合金的分类
        1.3.3 钛合金的热处理
        1.3.4 钛合金的发展现状及趋势
    1.4 本课题研究内容
第2章 试验设备及方法
    2.1 试验设备
        2.1.1 TIG焊机
        2.1.2 KUKA机器人系统
        2.1.3 惰性气体保护舱室
        2.1.4 电弧增材制造工作台
        2.1.5 热处理设备
        2.1.6 拉伸试验设备
    2.2 试验材料
    2.3 试验分析方法
        2.3.1 外观质量分析
        2.3.2 显微组织分析
        2.3.3 机械性能分析
        2.3.4 相组成分析
        2.3.5 热处理条件
    2.4 试验内容
第3章 电弧增材制造TC4 工艺性能的研究
    3.1 电弧与材料的作用机理
    3.2 单层单道电弧增材制造
        3.2.1 电弧电流对沉积层的影响
        3.2.2 扫描速度对沉积层的影响
        3.2.3 送丝速度对沉积层的影响
    3.3 最佳工艺参数的确定
    3.4 多道TIG电弧增材制造工艺参数
    3.5 多层TIG电弧增材制造样件的外观形貌
第4章 电弧增材制造TC4 的组织与性能
    4.1 TC4 钛合金的组织与性能
    4.2 沉积态试样的显微组织
    4.3 沉积态试样室温拉伸性能
    4.4 正火处理对沉积态试样组织与性能的影响
        4.4.1 正火处理工艺
        4.4.2 正火处理试样的显微组织
        4.4.3 正火处理试样的相组成
        4.4.4 正火处理试样的力学性能
第5章 结论
参考文献
在学研究成果
谢致


【参考文献】：
期刊论文
[1]增材制造技术在汽车发动机方面的应用[J]. 祝天安,添玉,李国伟,张卫国,宓为建.  装备制造技术. 2015(04)
[2]增材制造技术制备钛铝合金的研究进展[J]. 阚文斌,林均品.  中国材料进展. 2015(02)
[3]我国航空用钛合金技术研究现状及发展[J]. 朱知寿.  航空材料学报. 2014(04)
[4]3D打印制造技术发展趋势及对我国结构转型的影响[J]. 王文涛,刘燕华.  科技管理研究. 2014(06)
[5]面向装备维修的增材再制造技术[J]. 朱胜,柳建,殷凤良,孟凡军,顾海清.  装甲兵工程学院学报. 2014(01)
[6]金属增材制造技术在航空领域的发展与应用[J]. 巩水利,锁红波,李怀学.  航空制造技术. 2013(13)
[7]钛合金的研究进展与应用现状[J]. 彭昂,毛振东.  船电技术. 2012(10)
[8]金属零件激光增材制造技术的发展及应用[J]. 李怀学,巩水利,孙帆,黄柏颖.  航空制造技术. 2012(20)
[9]钛合金的研究进展与应用[J]. 刘奇先,刘杨,高凯.  航天制造技术. 2011(04)
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硕士论文
[1]钛合金同步送粉增材制造技术研究[D]. 高飞.沈阳工业大学 2018
[2]TC4钛合金电弧熔丝沉积成形工艺研究[D]. 王斌.沈阳航空航天大学 2018
[3]激光增材制造钛合金成分探测与显微组织分析[D]. 谭霆.湖南大学 2014
[4]铝合金TIG电弧快速成型工艺的研究[D]. 刘望兰.天津大学 2007
[5]熔焊快速成型数据处理相关技术研究[D]. 万玲娜.南昌大学 2006
[6]激光快速成形TC4钛合金的组织和力学性能研究[D]. 张霜银.西北工业大学 2006



本文编号：3015333