AlSi10Mg合金选区激光熔化成形及其表面磁力光整加工工艺研究
发布时间：2021-02-19 12:10
选区激光熔化（SLM）技术是一种极具潜力和发展前景的金属及其合金3D打印技术,可以实现自由设计和快速制造复杂零部件,在当今制造领域中占据越来越重要的地位。但是利用SLM技术的成形件结构性能与锻造件相比还存在一定差距。同时,由于分层制造存在台阶效应,致使其成形件表面质量较差,难以达到使用要求。因此,为进一步改进SLM成形工艺,提高成形件结构性能,降低其表面粗糙度。本文采用AlSi10Mg合金粉末,通过理论分析、试验研究、数值建模,在激光熔化成形设备(SLM?125HL)上进行多组AlSi10Mg合金粉末的选区激光熔化成形试验,对成形件的密度、孔隙率和硬度进行分析和工艺优化;采用雾化快凝球形复合磁性磨料对SLM成形的AlSi10Mg工件表面进行磁力光整加工试验研究。主要研究内容如下:1. SLM试验材料及成形过程研究。通过扫描电子显微镜（SEM）和能量色散光谱仪（EDS）分别分析AlSi10Mg试验粉末的形貌和化学成分,探讨其对SLM成形件性能的影响。试验粉末粒径范围20-63μm,球形度较高,卫星颗粒少,纯净度好,这有助于SLM的成形。分析SL...
【文章来源】：山东理工大学山东省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
选区激光熔化（SLM）系统示意图
山东理工大学硕士学位论文第一章绪论101.4.3磁力光整加工技术的应用磁力光整技术经历了80多年的发展，现如今应用的场合越来越多，磁力光整技术可以应用于外圆柱面的研磨，如图1.2(a)所示，磁极固定不动，依靠工件的旋转和前后往复直线运动进行加工。图1.2(b)显示了小孔内表面的研磨，而此时依靠的是磁极旋转进行加工。图1.2(c)展示了一种研磨管内表面的方法，与研磨外圆柱面原理相同，同样使用了磁极静止、工件回转的方式，不同之处是，通过电磁极装置产生交变磁场进行加工，而管内表面研磨使用的是永磁极。图1.2(d)使用永磁极加工平面，磁极带动磨料旋转的同时工件做往复运动，以此来改善表面质量。图1.2磁力光整加工装置示意图（a）外圆柱面研磨；（b）小孔内表面研磨；（c）管内表面研磨；（d）平面研磨Fig.1.2Schematicdiagramofmagneticabrasivefinishingdevice(a)TheoutsidecylindricalsurfacebyMAF;(b)TheinnersurfaceofpinholebyMAF;(c)TheinnersurfaceofpipebyMAF;(d)TheplanebyMAF磁力光整加工技术已经应用于机械、汽车、航空航天、轴承、电子、模具、医疗等多个领域，解决了一系列的光整加工难题。由于医疗器械的适用领域比较特殊，因此医MagneticabrasiveSampleMagneticpoleMagneticpoleSampleMagneticpoleMagneticpoleMagneticpoleExcitationcoilMagneticabrasiveMagneticpoleSampleMagneticpoleSampleMagneticabrasive(a)(b)(c)(d)
山东理工大学硕士学位论文第一章绪论11疗器械往往对可靠性和表面质量的要求非常高。例如外科手术器械，如图1.3(a)所示。传统表面处理技术很难达到要求的表面处理结果，而磁力光整加工技术对医疗手术器械的研磨、抛光和去毛刺效果，非常适合于医疗器械行业的表面光整需求。随着航空发动机和各种机械设备性能的不断提高，新结构、新材料的不断出现，给光整加工带来了更大的挑战[38]。如图1.3(b)(c)所示，由于磁力研磨刷具有良好的柔性和自适应性，因此加工复杂零件就显得较为轻松，可以有效的抛光、去毛刺，提高表面质量，延长使用寿命。图1.3(d)所示的细长管件可以按照图1.2(c)所示的磁力光整加工装置进行抛光，以获得优异的效果。图1.3磁力光整加工技术的应用（a）医疗手术器械；（b）发动机叶轮；（c）复杂零件；（d）细长管件Fig.1.3Applicationofmagneticabrasivefinishingtechnology(a)Medicalsurgicalinstruments;(b)Engineimpeller;(c)Complexparts;(d)Slenderpipes1.5本文主要研究内容及意义1.5.1课题来源及意义本课题来源于国家自然科学基金面上项目“CBN/铁基球形复合磁性磨粒制备机理及其难加工材料曲面光整性能研究（No.51675316）”。(a)(b)(c)(d)
【参考文献】：
期刊论文
[1]磁力研磨法去除航空发动机涡轮轴内表面积碳的试验分析[J]. 徐会,康仁科,刘冬冬,陈燕. 表面技术. 2020(01)
[2]稀土永磁材料的现状与发展趋势[J]. 许旭升. 冶金与材料. 2019(05)
[3]铝合金预应力超声喷丸成形件表面层性能分析[J]. 赵蕾. 航天制造技术. 2019(01)
[4]新型电磁永磁振动研磨机理及应用[J]. 夏昂,杨斌堂. 噪声与振动控制. 2019(01)
[5]永磁材料的最新应用进展及其前景分析[J]. 高华,冯彦刚. 能源与环保. 2019(01)
[6]磨削加工对ZL102铝合金组织和性能的影响[J]. 张涵源,程仁寨. 铝加工. 2018(06)
[7]基于电解-磁力复合研磨法的表面光整加工[J]. 许召宽,韩冰,陈燕,刘顺. 电镀与精饰. 2018(12)
[8]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)
[9]超声振动辅助磁力研磨协同增效机制与试验研究[J]. 康璐,陈燕,赵杨,马学东. 航空制造技术. 2018(21)
[10]磁力研磨光整加工ZrO2陶瓷材料试验研究[J]. 梁伟,张桂香,张鹏,姜林志,秦璞,梁久平,滕潇. 表面技术. 2018(09)
博士论文
[1]雾化快凝磁性磨料制备及其磁力光整加工性能研究[D]. 张桂香.南京航空航天大学 2012
[2]激光烧结铜基合金的关键工艺及基础研究[D]. 顾冬冬.南京航空航天大学 2007
硕士论文
[1]雾化快凝磁性磨粒磁力光整加工高强韧材料机理研究[D]. 赵文聪.山东理工大学 2017
[2]化学复合镀制备铁基金刚石磁性磨料工艺研究[D]. 王鹏川.大连理工大学 2016
[3]基于碱性化学复合镀的磁性磨料制备研究[D]. 张涛.大连理工大学 2015
[4]强永磁场不同导磁性能材料磁力光整加工试验研究[D]. 刘文祎.山东理工大学 2013
[5]气雾化快凝磁性磨料制备方法与磁力研磨加工中心研究[D]. 姜文革.山东理工大学 2013
[6]永磁场球形磁性磨料磁力光整加工试验研究[D]. 张萍萍.山东理工大学 2012
[7]磁性磨料的开发研制及其加工特性的试验研究[D]. 陈红玲.太原理工大学 2000
本文编号：3041101
【文章来源】：山东理工大学山东省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
选区激光熔化（SLM）系统示意图
山东理工大学硕士学位论文第一章绪论101.4.3磁力光整加工技术的应用磁力光整技术经历了80多年的发展，现如今应用的场合越来越多，磁力光整技术可以应用于外圆柱面的研磨，如图1.2(a)所示，磁极固定不动，依靠工件的旋转和前后往复直线运动进行加工。图1.2(b)显示了小孔内表面的研磨，而此时依靠的是磁极旋转进行加工。图1.2(c)展示了一种研磨管内表面的方法，与研磨外圆柱面原理相同，同样使用了磁极静止、工件回转的方式，不同之处是，通过电磁极装置产生交变磁场进行加工，而管内表面研磨使用的是永磁极。图1.2(d)使用永磁极加工平面，磁极带动磨料旋转的同时工件做往复运动，以此来改善表面质量。图1.2磁力光整加工装置示意图（a）外圆柱面研磨；（b）小孔内表面研磨；（c）管内表面研磨；（d）平面研磨Fig.1.2Schematicdiagramofmagneticabrasivefinishingdevice(a)TheoutsidecylindricalsurfacebyMAF;(b)TheinnersurfaceofpinholebyMAF;(c)TheinnersurfaceofpipebyMAF;(d)TheplanebyMAF磁力光整加工技术已经应用于机械、汽车、航空航天、轴承、电子、模具、医疗等多个领域，解决了一系列的光整加工难题。由于医疗器械的适用领域比较特殊，因此医MagneticabrasiveSampleMagneticpoleMagneticpoleSampleMagneticpoleMagneticpoleMagneticpoleExcitationcoilMagneticabrasiveMagneticpoleSampleMagneticpoleSampleMagneticabrasive(a)(b)(c)(d)
山东理工大学硕士学位论文第一章绪论11疗器械往往对可靠性和表面质量的要求非常高。例如外科手术器械，如图1.3(a)所示。传统表面处理技术很难达到要求的表面处理结果，而磁力光整加工技术对医疗手术器械的研磨、抛光和去毛刺效果，非常适合于医疗器械行业的表面光整需求。随着航空发动机和各种机械设备性能的不断提高，新结构、新材料的不断出现，给光整加工带来了更大的挑战[38]。如图1.3(b)(c)所示，由于磁力研磨刷具有良好的柔性和自适应性，因此加工复杂零件就显得较为轻松，可以有效的抛光、去毛刺，提高表面质量，延长使用寿命。图1.3(d)所示的细长管件可以按照图1.2(c)所示的磁力光整加工装置进行抛光，以获得优异的效果。图1.3磁力光整加工技术的应用（a）医疗手术器械；（b）发动机叶轮；（c）复杂零件；（d）细长管件Fig.1.3Applicationofmagneticabrasivefinishingtechnology(a)Medicalsurgicalinstruments;(b)Engineimpeller;(c)Complexparts;(d)Slenderpipes1.5本文主要研究内容及意义1.5.1课题来源及意义本课题来源于国家自然科学基金面上项目“CBN/铁基球形复合磁性磨粒制备机理及其难加工材料曲面光整性能研究（No.51675316）”。(a)(b)(c)(d)
【参考文献】：
期刊论文
[1]磁力研磨法去除航空发动机涡轮轴内表面积碳的试验分析[J]. 徐会,康仁科,刘冬冬,陈燕. 表面技术. 2020(01)
[2]稀土永磁材料的现状与发展趋势[J]. 许旭升. 冶金与材料. 2019(05)
[3]铝合金预应力超声喷丸成形件表面层性能分析[J]. 赵蕾. 航天制造技术. 2019(01)
[4]新型电磁永磁振动研磨机理及应用[J]. 夏昂,杨斌堂. 噪声与振动控制. 2019(01)
[5]永磁材料的最新应用进展及其前景分析[J]. 高华,冯彦刚. 能源与环保. 2019(01)
[6]磨削加工对ZL102铝合金组织和性能的影响[J]. 张涵源,程仁寨. 铝加工. 2018(06)
[7]基于电解-磁力复合研磨法的表面光整加工[J]. 许召宽,韩冰,陈燕,刘顺. 电镀与精饰. 2018(12)
[8]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)
[9]超声振动辅助磁力研磨协同增效机制与试验研究[J]. 康璐,陈燕,赵杨,马学东. 航空制造技术. 2018(21)
[10]磁力研磨光整加工ZrO2陶瓷材料试验研究[J]. 梁伟,张桂香,张鹏,姜林志,秦璞,梁久平,滕潇. 表面技术. 2018(09)
博士论文
[1]雾化快凝磁性磨料制备及其磁力光整加工性能研究[D]. 张桂香.南京航空航天大学 2012
[2]激光烧结铜基合金的关键工艺及基础研究[D]. 顾冬冬.南京航空航天大学 2007
硕士论文
[1]雾化快凝磁性磨粒磁力光整加工高强韧材料机理研究[D]. 赵文聪.山东理工大学 2017
[2]化学复合镀制备铁基金刚石磁性磨料工艺研究[D]. 王鹏川.大连理工大学 2016
[3]基于碱性化学复合镀的磁性磨料制备研究[D]. 张涛.大连理工大学 2015
[4]强永磁场不同导磁性能材料磁力光整加工试验研究[D]. 刘文祎.山东理工大学 2013
[5]气雾化快凝磁性磨料制备方法与磁力研磨加工中心研究[D]. 姜文革.山东理工大学 2013
[6]永磁场球形磁性磨料磁力光整加工试验研究[D]. 张萍萍.山东理工大学 2012
[7]磁性磨料的开发研制及其加工特性的试验研究[D]. 陈红玲.太原理工大学 2000
本文编号：3041101
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shengwushengchang/3041101.html
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