激光选区熔化24CrNiMo合金钢的工艺研究
发布时间：2021-03-03 19:39
由于激光选区熔化（Selective laser melting,SLM）增材制造技术成形的零部件具有致密度高、机械性能好、尺寸精度较高,仅需简单后处理即可直接使用等特点,在军事、航空航天与植入医疗器械等领域有广泛的应用。本文针对高铁制动零件的激光选区熔化增材成形的问题,以24CrNiMo合金钢粉末为材料,系统的研究其激光选区熔化工艺。根据SLM成形的工艺特点,本文通过单道、多道的基础工艺实验研究24CrNiMo合金钢成形的关键工艺参数（激光点距、曝光时间、扫描间距等）及其成形特性（如表面形貌、熔池总高、熔道宽度等）。在获得较优的工艺窗口的基础上,研究24CrNiMo的成形性并分析成形块体的性能与缺陷,为利用SLM制造高铁制动盘奠定工艺基础。通过上述研究,对于24CrNiMo合金钢的成形工艺,有如下结论:1.24CrNiMo单层单道成形方面:随着点距的变大,线能量密度降低;熔池总高变小,熔池变小,熔池宽度变小,浸润角度变小;熔道高度降低,表面越来越不均匀,甚至出现断点。随着曝光时间的增加,线能量密度提高;熔道从表面形貌恶化严重、表面粗糙、熔道宽度不均匀变为熔道表面形貌均匀、成形质量较好...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多层成形工艺示意图
图 1.2 电子束熔化成形技术[16]BM 是一种增材制造技术，以电子束为能量源，整个过程都在真空中，从而风险。电子束由偏移线圈和聚焦线圈共同控制，其中聚焦线圈起聚焦作用可束设置电子束直径尺寸，而偏移线圈控制电子束的运动。通过聚焦线圈和偏同控制电子束熔化成形[16]。电子束的工作步骤如下：首先进行平台加热，加温度后，粉末供给系统出粉。然后移动靶子将粉末铺在平台上。电子束先以速度预热粉末层，然后电子束熔化粉末层。熔化分两个阶段，首先建立零件然后将边界内粉末融化完成一层，底板下降，重新铺粉，重复之前过程，最型打印完成。子束与 SLM 共同优点包括：(1)在制造复杂产品和新颖的形状有明显的优势成本低，生产周期短；(3)材料密度良好，孔隙少，材料浪费少；(4)不需要具，夹具等，省下了昂贵的工具费用。但是 EBM 也存在着以下缺陷；(1)必门的工具设备等，价格昂贵；(2)打印尺寸有限制；(3)容易产生射线污染，对者造成损害，保护措施要求严格。
发现无论是高能量密度还是低能量密度都可能导致更大当能量密度过高时会导致熔化液体较多，粘性低，熔池不稳定，孔隙更加敏感。过低的能量密度时会导致不连续的轨迹及球化现料粉末造成了打印件的孔隙。所以能量密度需要控制在一定范围合理配合使用，从而提高成形质量。隙率也可以制造多孔材料，多孔金属材料被视为医学植入体的理论了医用多孔金属材料研究现状，多孔材料在医学应用广泛，多基合金，钛合金—Ti6Al4V，316L 不锈钢等在医学都得到了应用金属需求日益增加，激光选区熔化多孔金属有巨大的社会价值和
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属增材制造工艺与展望[J]. 凌人蛟,王姗,陈晖. 机械工程师. 2019(01)
[2]激光选区熔化技术制造医用多孔金属材料研究现状[J]. 吴先哲,刘红旗,王富友,何鹏. 激光杂志. 2018(11)
[3]ZL114A铝合金激光选区熔化成形工艺[J]. 刘志权,尹家新,徐志锋,汪志太,肖波. 铸造. 2018(11)
[4]3D打印技术的发展和挑战[J]. 李勇,巴发海,许鹤君. 理化检验(物理分册). 2018(11)
[5]选区激光熔化4Cr5MoSiV1模具钢显微组织及显微硬度研究[J]. 陈帅,陶凤和,贾长治. 中国激光. 2019(01)
[6]金属激光选区熔化（SLM）技术及设备概况[J]. 尚广庆,梁伟. 苏州市职业大学学报. 2018(03)
[7]扫描方式对激光选区熔化成形316L组织和性能的影响[J]. 尹燕,蔡伟军,肖梦智,赵超,金赟,张瑞华,屈岳波. 应用激光. 2018(03)
[8]金属3D打印技术的研究[J]. 蒲以松,王宝奇,张连贵. 表面技术. 2018(03)
[9]O含量对激光增材制造12CrNi2合金钢组织结构及力学性能的影响[J]. 董志宏,亢红伟,谢玉江,迟长泰,彭晓. 应用激光. 2018(01)
[10]金属零件激光选区熔化技术的现状及进展[J]. 杨永强,陈杰,宋长辉,王迪,白玉超. 激光与光电子学进展. 2018(01)
博士论文
[1]金属粉末选择性激光熔化成形的关键基础问题研究[D]. 李瑞迪.华中科技大学 2010
硕士论文
[1]模具钢选区激光熔化工艺及组织性能研究[D]. 田杰.山东大学 2018
[2]激光选区熔化成形GH4169高温合金的残余应力研究[D]. 廖英岚.华中科技大学 2017
[3]GH4169镍基合金粉末选区激光熔化基础工艺研究[D]. 杜胶义.中北大学 2014
[4]选区激光熔化成形304不锈钢的力学性能研究[D]. 肖飞.华中科技大学 2011
本文编号：3061820
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多层成形工艺示意图
图 1.2 电子束熔化成形技术[16]BM 是一种增材制造技术，以电子束为能量源，整个过程都在真空中，从而风险。电子束由偏移线圈和聚焦线圈共同控制，其中聚焦线圈起聚焦作用可束设置电子束直径尺寸，而偏移线圈控制电子束的运动。通过聚焦线圈和偏同控制电子束熔化成形[16]。电子束的工作步骤如下：首先进行平台加热，加温度后，粉末供给系统出粉。然后移动靶子将粉末铺在平台上。电子束先以速度预热粉末层，然后电子束熔化粉末层。熔化分两个阶段，首先建立零件然后将边界内粉末融化完成一层，底板下降，重新铺粉，重复之前过程，最型打印完成。子束与 SLM 共同优点包括：(1)在制造复杂产品和新颖的形状有明显的优势成本低，生产周期短；(3)材料密度良好，孔隙少，材料浪费少；(4)不需要具，夹具等，省下了昂贵的工具费用。但是 EBM 也存在着以下缺陷；(1)必门的工具设备等，价格昂贵；(2)打印尺寸有限制；(3)容易产生射线污染，对者造成损害，保护措施要求严格。
发现无论是高能量密度还是低能量密度都可能导致更大当能量密度过高时会导致熔化液体较多，粘性低，熔池不稳定，孔隙更加敏感。过低的能量密度时会导致不连续的轨迹及球化现料粉末造成了打印件的孔隙。所以能量密度需要控制在一定范围合理配合使用，从而提高成形质量。隙率也可以制造多孔材料，多孔金属材料被视为医学植入体的理论了医用多孔金属材料研究现状，多孔材料在医学应用广泛，多基合金，钛合金—Ti6Al4V，316L 不锈钢等在医学都得到了应用金属需求日益增加，激光选区熔化多孔金属有巨大的社会价值和
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属增材制造工艺与展望[J]. 凌人蛟,王姗,陈晖. 机械工程师. 2019(01)
[2]激光选区熔化技术制造医用多孔金属材料研究现状[J]. 吴先哲,刘红旗,王富友,何鹏. 激光杂志. 2018(11)
[3]ZL114A铝合金激光选区熔化成形工艺[J]. 刘志权,尹家新,徐志锋,汪志太,肖波. 铸造. 2018(11)
[4]3D打印技术的发展和挑战[J]. 李勇,巴发海,许鹤君. 理化检验(物理分册). 2018(11)
[5]选区激光熔化4Cr5MoSiV1模具钢显微组织及显微硬度研究[J]. 陈帅,陶凤和,贾长治. 中国激光. 2019(01)
[6]金属激光选区熔化（SLM）技术及设备概况[J]. 尚广庆,梁伟. 苏州市职业大学学报. 2018(03)
[7]扫描方式对激光选区熔化成形316L组织和性能的影响[J]. 尹燕,蔡伟军,肖梦智,赵超,金赟,张瑞华,屈岳波. 应用激光. 2018(03)
[8]金属3D打印技术的研究[J]. 蒲以松,王宝奇,张连贵. 表面技术. 2018(03)
[9]O含量对激光增材制造12CrNi2合金钢组织结构及力学性能的影响[J]. 董志宏,亢红伟,谢玉江,迟长泰,彭晓. 应用激光. 2018(01)
[10]金属零件激光选区熔化技术的现状及进展[J]. 杨永强,陈杰,宋长辉,王迪,白玉超. 激光与光电子学进展. 2018(01)
博士论文
[1]金属粉末选择性激光熔化成形的关键基础问题研究[D]. 李瑞迪.华中科技大学 2010
硕士论文
[1]模具钢选区激光熔化工艺及组织性能研究[D]. 田杰.山东大学 2018
[2]激光选区熔化成形GH4169高温合金的残余应力研究[D]. 廖英岚.华中科技大学 2017
[3]GH4169镍基合金粉末选区激光熔化基础工艺研究[D]. 杜胶义.中北大学 2014
[4]选区激光熔化成形304不锈钢的力学性能研究[D]. 肖飞.华中科技大学 2011
本文编号：3061820
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