铜锡合金的选择性激光熔化成形工艺及性能研究

发布时间：2025-04-01 03:46

　　铜锡合金作为历史最悠久的传统合金,拥有良好的机械性能、优异的耐磨和抗腐蚀性能、优良的导电导热性能,已经被广泛应用在电子、机械、航空航天、国防、航海等工业领域。随着工业技术的发展,传统铜锡合金产品性能已难以满足新兴产业和国家重大工程要求。选择性激光熔化技术(Selective Laser Melting,SLM)作为增材制造技术的一种,因其市场响应速度快、设计自由度开放、材料利用率高、成形效率高、能成形高度复杂形状且综合性能优异的零件等优点而备受关注,为开发出高端铜锡合金产品提供了可能。因此,本论文开展了铜锡合金SLM成形工艺及性能研究。研究内容主要包括结合拉丁方及响应曲面设计试验方法对SLM成形铜锡合金致密度及表面粗糙度工艺参数进行了优化与分析,同时对SLM成形铜锡合金材料的物相成分、微观组织演变、力学性能、摩擦性能以及热处理工艺展开了详细分析与讨论,取得了一些重要研究成果。具体如下:(1)对比研究了不同锡含量铜锡合金Cu-4Sn和Cu-15Sn的SLM成形性能。发现锡含量对铜锡合金SLM成形致密度影响较大。锡含量越高,铜锡合金材料的激光吸收率越高、热导率越低。在同样的工艺优化条件下,C...

【文章页数】：170 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1选择性激光熔化成形过程

EOS设备为例进行说明：第一步，利用建模软件如So型，当然也可以利用三维成像扫描仪通过逆向工程进行零件转换成STL格式输出，即将三维实体进行三角面片处第三步，将STL格式文件导入Magics软件。先利用Ma成形方向调整。零件悬臂结构需要添加支撑，并对模型进用R....

图1.2选择性激光熔化成形原理图

吹吸烟气流速度、成型仓气压等。因此，可以看出，SLM成形过程杂的工艺过程。尽管如此，SLM技术仍具有其独特的优势：（1）SL全熔化粉末材料，因此能成形接近完全致密度的零件[58]。（2）由于于层叠加增材制造原理，三维实体零件制造转化为薄层横截面的激件形状设计自由度得到最大程度....

图2.1EOSINTM280选择性激光熔化设备Fig.2.1TheselectivelasermeltingequipmentofEOSINTM280

最后层层叠加，实现零件的加工成形。环境、成形材料、成形过程都有着严格的要求，其工艺参数组合直接影响着最终成形质量和成形性能[56]。因理、成形粉末材料特性、加工过程工艺参数控制，对于SLM工艺及性能研究具有重要意义。在此基础上，制效的缩小工艺实验数量。结合必备的实验表征方法，....

图2.2选择性激光熔化软件操作流程

程中成形材料与氧气反应，在材料表面形成氧化膜，从而引起表面球化裂纹，进而影响零件最终成形性能，因此成形过程应严格控制仓内氧气含备集成了氮气发生器，为设备成形仓实时提供氮气，且配备有氩气输入接外接氩气站，为设备成形仓提供氩气。针对不同粉末材料，综合考虑经需选用适当的惰性气体，其中氮....

本文编号：4038892