TC4钛合金增材成形及钻削加工试验研究
发布时间：2021-11-05 04:21
TC4钛合金因其具有优良的性能成为一种重要的战略性材料被广泛的应用于航空航天、车辆船舶、兵器核能、医疗器械等领域。随着机械工业的不断发展,材料、结构、功能一体化的高性能复杂零件制造是制造工艺未来发展的重要方向。增材减材复合的加工制造方式,既可以通过增材成形工艺对零件的复杂几何结构进行增材成形,又可以通切削减材工艺保证零件的精度和表面质量,是一种符合“形/性一体化控制”要求的高性能零件制造方法。本文对TC4钛合金材料的“激光增材-切削减材”复合加工制造方式进行了分析探索。首先在分析金属激光选区熔化（Selective Laser Melting,SLM）增材成形技术原理及特点的基础上,用不同的增材成形关键工艺参数对TC4钛合金粉末进行了增材试制。然后通过对TC4钛合金试样表面形貌、致密度、显微硬度等性能进行检测,分析了不同的工艺参数对TC4钛合金SLM增材成形试样性能的影响规律。以TC4钛合金SLM增材成形试样的致密度与显微硬度为评价指标,使用灰色关联度分析方法对TC4钛合金进行了多目标优化,得出了综合性能较优的TC4钛合金SLM增材成形工艺参数组合。选取TC4钛合金板材和TC4钛合金增...
【文章来源】：陕西理工大学陕西省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光选区熔化增材制造技术原理
第2章TC4钛合金SLM增材成形试验-11-`图2-2TC4钛合金粉末电镜图Fig.2-2ElectronmicrographofTC4titaniumalloypowder表2-1TC4钛合金粉末化学成分比例Tab.2-1ChemicalcompositionratioofTC4titaniumalloypowder成分AlVFeSiCONH比例/%6.134.130.0530.020.0080.1100.0170.00212.2.2TC4钛合金增材成形试验设备本文使用由江苏永年激光成形技术有限公司生产制造的SLM设备，其型号为YLMs-300，技术参数如表2-2所示，设备外观如图2-3所示。表2-2SLM设备技术参数Tab.2-2SLMequipmenttechnicalparameters参数数值参数数值成形舱尺寸1800*1200*1900mm冷却水连接冷水机装置成形平台尺寸Φ300*300气体连接气瓶装置（氩气或氮气）电源220V，16A，50平均气体消耗30L/h-40L/h
陕西理工大学硕士学位论文-12-图2-3SLM设备外观Fig.2-3SLMequipment2.3增材成形试件数据模型建立与预处理对TC4钛合金试样进行选区激光熔化增材成形试验前，需要使用计算机对TC4钛合金增材成形试样的模型进行建立与处理，具体步骤如下：（1）使用三维建模软件（本文使用的为UG软件）建立增材成形结构件的三维数据模型，然后将要成形结构件的三维数据模型导出为STL格式的文件。（2）将STL格式的成形件模型导入MaterialiseMagics软件里，根据增材形的设备型号及实际成形工况要求，对成形件模型在选区激光熔化成形设备里的成形数量、成形位置、成形试件编号等成形信息进行设置调整。（3）然后将成形试件模型导入MarcamAutofab切片软件，设定选区激光熔化增材成形的扫描速度V、激光功率P、扫描间距S、辅粉厚度H、扫描方式等成形工艺参数，然后开始切片，最终将结果保存并导出激光选区熔化增材成形设备可识别的staff格式文件。（4）将staff格式文件导入成形设备中，在成形设备中可查看增材成形件的预成形三维模型，等待成形。
【参考文献】：
期刊论文
[1]轧程中间退火工艺对高强β钛合金组织及性能的影响[J]. 潘美玲,马琰,刘飞,杜赵新. 塑性工程学报. 2020(02)
[2]钛合金薄壁件选区激光熔化应力演变的数值模拟[J]. 柯林达,殷杰,朱海红,彭刚勇,孙京丽,陈昌棚,王国庆,李中权,曾晓雁. 金属学报. 2020(03)
[3]航空激光增材制造零部件潜在缺陷检测[J]. 赵慧凯. 激光杂志. 2020(02)
[4]非晶合金零件成形技术研究进展[J]. 丁华平,龚攀,姚可夫,邓磊,金俊松,王新云. 材料导报. 2020(03)
[5]增材制造技术——现状与未来[J]. 卢秉恒. 中国机械工程. 2020(01)
[6]增材制造技术及其在微波无源器件设计与制备中的研究现况与展望[J]. 楼熠辉,李攀郁,吴甲民,王飞,郝孟猛,刘承美,王晓川,范桂芬,雷文,吕文中. 中国科学:技术科学. 2019(12)
[7]复杂结构与高性能材料增材制造技术进展[J]. 刘伟,李能,周标,张国栋,梁家誉,郑涛,熊华平. 机械工程学报. 2019(20)
[8]激光增材制造Nb合金化GH4169合金组织分析[J]. 任航,刘奋成,林鑫,陈静. 稀有金属材料与工程. 2019(10)
[9]增材制造技术前沿:从3D打印迈向4D打印——3D打印材料制备与成形技术前沿分论坛侧记[J]. 伍宏志,吴甲民. 中国材料进展. 2019(10)
[10]金属增材制造技术工艺及应用[J]. 宗贵升,赵浩. 粉末冶金工业. 2019(05)
硕士论文
[1]激光选区熔化CoCrFeNiMn高熵合金成形工艺优化及性能表征[D]. 王福超.华中科技大学 2019
[2]新型选区激光熔化设备开发与工艺研究[D]. 王兵.湖南大学 2016
[3]K423A整体结构精铸件表面网纹缺陷形成机理及控制[D]. 吴昊.南昌航空大学 2015
本文编号：3477064
【文章来源】：陕西理工大学陕西省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光选区熔化增材制造技术原理
第2章TC4钛合金SLM增材成形试验-11-`图2-2TC4钛合金粉末电镜图Fig.2-2ElectronmicrographofTC4titaniumalloypowder表2-1TC4钛合金粉末化学成分比例Tab.2-1ChemicalcompositionratioofTC4titaniumalloypowder成分AlVFeSiCONH比例/%6.134.130.0530.020.0080.1100.0170.00212.2.2TC4钛合金增材成形试验设备本文使用由江苏永年激光成形技术有限公司生产制造的SLM设备，其型号为YLMs-300，技术参数如表2-2所示，设备外观如图2-3所示。表2-2SLM设备技术参数Tab.2-2SLMequipmenttechnicalparameters参数数值参数数值成形舱尺寸1800*1200*1900mm冷却水连接冷水机装置成形平台尺寸Φ300*300气体连接气瓶装置（氩气或氮气）电源220V，16A，50平均气体消耗30L/h-40L/h
陕西理工大学硕士学位论文-12-图2-3SLM设备外观Fig.2-3SLMequipment2.3增材成形试件数据模型建立与预处理对TC4钛合金试样进行选区激光熔化增材成形试验前，需要使用计算机对TC4钛合金增材成形试样的模型进行建立与处理，具体步骤如下：（1）使用三维建模软件（本文使用的为UG软件）建立增材成形结构件的三维数据模型，然后将要成形结构件的三维数据模型导出为STL格式的文件。（2）将STL格式的成形件模型导入MaterialiseMagics软件里，根据增材形的设备型号及实际成形工况要求，对成形件模型在选区激光熔化成形设备里的成形数量、成形位置、成形试件编号等成形信息进行设置调整。（3）然后将成形试件模型导入MarcamAutofab切片软件，设定选区激光熔化增材成形的扫描速度V、激光功率P、扫描间距S、辅粉厚度H、扫描方式等成形工艺参数，然后开始切片，最终将结果保存并导出激光选区熔化增材成形设备可识别的staff格式文件。（4）将staff格式文件导入成形设备中，在成形设备中可查看增材成形件的预成形三维模型，等待成形。
【参考文献】：
期刊论文
[1]轧程中间退火工艺对高强β钛合金组织及性能的影响[J]. 潘美玲,马琰,刘飞,杜赵新. 塑性工程学报. 2020(02)
[2]钛合金薄壁件选区激光熔化应力演变的数值模拟[J]. 柯林达,殷杰,朱海红,彭刚勇,孙京丽,陈昌棚,王国庆,李中权,曾晓雁. 金属学报. 2020(03)
[3]航空激光增材制造零部件潜在缺陷检测[J]. 赵慧凯. 激光杂志. 2020(02)
[4]非晶合金零件成形技术研究进展[J]. 丁华平,龚攀,姚可夫,邓磊,金俊松,王新云. 材料导报. 2020(03)
[5]增材制造技术——现状与未来[J]. 卢秉恒. 中国机械工程. 2020(01)
[6]增材制造技术及其在微波无源器件设计与制备中的研究现况与展望[J]. 楼熠辉,李攀郁,吴甲民,王飞,郝孟猛,刘承美,王晓川,范桂芬,雷文,吕文中. 中国科学:技术科学. 2019(12)
[7]复杂结构与高性能材料增材制造技术进展[J]. 刘伟,李能,周标,张国栋,梁家誉,郑涛,熊华平. 机械工程学报. 2019(20)
[8]激光增材制造Nb合金化GH4169合金组织分析[J]. 任航,刘奋成,林鑫,陈静. 稀有金属材料与工程. 2019(10)
[9]增材制造技术前沿:从3D打印迈向4D打印——3D打印材料制备与成形技术前沿分论坛侧记[J]. 伍宏志,吴甲民. 中国材料进展. 2019(10)
[10]金属增材制造技术工艺及应用[J]. 宗贵升,赵浩. 粉末冶金工业. 2019(05)
硕士论文
[1]激光选区熔化CoCrFeNiMn高熵合金成形工艺优化及性能表征[D]. 王福超.华中科技大学 2019
[2]新型选区激光熔化设备开发与工艺研究[D]. 王兵.湖南大学 2016
[3]K423A整体结构精铸件表面网纹缺陷形成机理及控制[D]. 吴昊.南昌航空大学 2015
本文编号：3477064
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3477064.html
