纯镁粉末选区激光熔化工艺及成形件组织性能研究

发布时间：2017-11-07 07:36

  本文关键词：纯镁粉末选区激光熔化工艺及成形件组织性能研究

  更多相关文章： 选区激光熔化 镁 激光功率 扫描速度 粉末粒度 扫描时间间隔

【摘要】：镁及镁合金作为目前最轻的金属材料,在汽车、航天航空、军事及电子行业等领域有着广泛的应用背景。镁又具有良好的生物相容性、力学相容性和可降解等特性,近些年来作为生物医用植入材料而被广泛研究。然而由于其自身高的腐蚀速率和成形工艺特性的限制,制约了镁及镁合金在生物植入材料方面的应用与发展,其实际的应用远远要落后于其他金属植入材料。选区激光熔化(SLM)技术是近些年来发展起来的新型增材制造工艺,其成形零件不受结构形状的制约,能够实现复杂零件个性化定制制造。而且激光快速熔化凝固工艺能够大幅度的细化组织,改善制件的各方面性能。因此,SLM技术有望为医用生物镁基材料的个性化制造开辟一条新道路。本课题以纯镁粉末作为原材料进行SLM成形块体纯镁的研究,使用德国EOS M280激光成形设备,考察了激光参数、粉末粒度、扫描时间间隔等对成型件质量的影响,通过合理的粉末和工艺优化制备出纯镁块体。分析了SLM成型过程中的一些异常现象及成形件缺陷的产生原因,研究了最优工艺下块体件的组织性能。采用电化学方法对SLM成形块体纯镁在仿生溶液中的腐蚀行为进行了初步探索,得到了以下几个主要成果:①对SLM成型的主要工艺条件进行了研究,重点分析了激光功率和扫描速率这两个因素对成型过程及成形件的影响,获得了一套优化的工艺参数,首次成功制备出SLM成型纯镁块体。②首次研究了扫描时间间隔(STI)对SLM成形镁块体质量的影响规律。发现STI为50s时,试样表面质量最优,具有最低的表面粗糙度和最高的显微硬度。③发现粉末粒度对纯镁的SLM成形具有很大影响。采用-250目粉末比采用-400目粉末制备的成形块体样表现出更好的表面质量、更高致密度和显微硬度。④SLM成形块体组织存在明显的方向性,且与激光扫描策略有关。显微硬度相比铸态试样提高了约45%。⑤通过电化学测试发现SLM成形纯镁在仿生环境中的自腐蚀电位高于铸态,但其腐蚀电流密度也高于铸态材料。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG665

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李佳桂;史玉升;鲁中良;黄树槐;;选择性激光熔化成形瞬态温度场数值模拟[J];中国机械工程;2008年20期

2 杨永强;卢建斌;王迪;罗子艺;;316L不锈钢选区激光熔化成型非水平悬垂面研究[J];材料科学与工艺;2011年06期

3 卢建斌;杨永强;王迪;罗子艺;苏旭彬;;选区激光熔化成型悬垂面质量的影响因素分析[J];激光技术;2011年02期

4 刘杰;杨永强;苏旭彬;肖冬明;;多零件选区激光熔化成型效率的优化[J];光学精密工程;2012年04期

5 吴伟辉;杨永强;毛桂生;;316L选区激光熔化增材制造熔池搭接堆积形貌分析[J];制造技术与机床;2014年04期

6 张冬云;;采用区域选择激光熔化法制造铝合金模型[J];中国激光;2007年12期

7 师文庆;杨永强;;选区激光熔化中激光束的传输变换及聚焦特性[J];激光技术;2008年03期

8 姚化山;史玉升;章文献;刘锦辉;黄树槐;;金属粉末选区激光熔化成形过程温度场模拟[J];应用激光;2007年06期

9 吴伟辉;杨永强;王迪;;选区激光熔化成型过程的球化现象[J];华南理工大学学报(自然科学版);2010年05期

10 刘杰;杨永强;王迪;肖冬明;苏旭彬;;选区激光熔化成型悬垂结构的计算机辅助工艺参数优化[J];中国激光;2012年05期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 王黎;魏青松;贺文婷;谢思意;史玉升;;Inconel 625合金选择性激光熔化成形工艺研究[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年

2 王华明;张凌云;李安;汤海波;张述泉;方艳丽;李鹏;;高性能航空金属结构材料及特种涂层激光熔化沉积制备与成形研究进展[A];第九次全国热处理大会论文集（一）[C];2007年

中国博士学位论文全文数据库 前7条

1 章文献;选择性激光熔化快速成形关键技术研究[D];华中科技大学;2008年

2 苏旭彬;基于选区激光熔化的功能件数字化设计与直接制造研究[D];华南理工大学;2011年

3 李瑞迪;金属粉末选择性激光熔化成形的关键基础问题研究[D];华中科技大学;2010年

4 王迪;选区激光熔化成型不锈钢零件特性与工艺研究[D];华南理工大学;2011年

5 张丹青;钨及钨合金的选择性激光熔化过程中微观组织演化研究[D];华中科技大学;2011年

6 王小军;Al-Si合金的选择性激光熔化工艺参数与性能研究[D];中国地质大学（北京）;2014年

7 王黎;选择性激光熔化成形金属零件性能研究[D];华中科技大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张晓博;Ti合金选择性激光熔化成型关键技术的研究[D];陕西科技大学;2015年

2 赵霄昊;激光熔化沉积TC11/Ti_2AlNb双合金工艺及组织性能[D];北京有色金属研究总院;2015年

3 谭天汉;异质材料选区激光熔化的成形过程仿真研究及设备结构设计[D];北京理工大学;2015年

4 张超;选区激光熔化技术制备多孔钽工艺及性能研究[D];安徽工业大学;2014年

5 孟祥陈;选择性激光熔化金属粉末的能量传递和累积研究[D];浙江工业大学;2015年

6 胡东;纯镁粉末选区激光熔化工艺及成形件组织性能研究[D];重庆大学;2015年

7 尹西鹏;选择性激光熔化快速成型系统设计与实现[D];华中科技大学;2008年

8 刘强;选择性激光熔化设备和工艺研究[D];华中科技大学;2007年

9 王志阳;选区激光熔化制备多孔316L不锈钢和多孔钛的研究[D];南京航空航天大学;2010年

10 关凯;不锈钢零件的选择性激光熔化成型规律及微观形貌研究[D];华中科技大学;2009年

，

本文编号：1151495