镍基高温合金粉末流动性能表征及铺粉质量研究
发布时间：2021-10-11 11:00
增材制造（Additive Manufacturing,AM,亦称3D打印）是一种可以加工出复杂形状和结构零件的技术,其通过一层一层铺设粉体材料,逐层进行激光扫描烧结得到预制的零件,目前比较广泛地运用于工业生产领域。在整个3D打印的过程中,加工的粉末材料是至关重要的。其在铺粉过程中的流动性差异会严重影响粉层的均匀性,导致激光烧结以后会出现孔洞、表面凸起或出现凹坑、零件的致密性达不到要求等情况。因此,要从粉末流动性能的影响因素展开研究,从而提高零件的精度。此外,铺粉过程的工艺参数设置也会严重影响粉层均匀性,如刮板速度、铺粉厚度等。如何铺出平整、均匀、高致密度的粉层一直是学者们研究的重要课题。本文基于SLS背景下选择镍基高温合金粉末作为研究对象,从粉体流动性和铺粉质量进行相关研究。主要研究内容如下所示:（1）首先对镍基高温合金粉末进行微观形貌测量和流动特性测试实验。采用扫描电子显微镜观察其表面的形貌,为后续仿真模拟的数值模型提供依据;采用激光粒度分析仪测出其粒度分布范围,了解颗粒粒径大小的累积体积分布;采用粉体综合测试仪对粉末的各项流动性能指数进行测量;采用四联直剪仪测量粉末内摩擦系数和内...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
选择性激光烧结设备介绍
湘潭大学硕士学位论文3是实验员的操作方法会影响结果。图1.2真空感应熔炼氩气雾化法[5]图1.3等离子旋转电极法[5]图1.4休止角示意图（2）Hausner指数法Hausner比值指的是粉体的振实密度与松装密度之比，即HR，是一种常用的技术，也是广泛使用的技术[13]。这个方法从粉体的可压缩性的角度出发，分析松散和振实状态下粉体之间的比值来表征粉体流动性，流程如图1.5所示。其中，HR<1.25的粉末流动性很好，1.20<HR<1.40流动性好，1.40<HR<2.0流动性差，HR>2.0不流动。Yu等[14]人得出的结论是，HR可以用来描述粉末在出料时的堆积行为。在增材制造领域，Zocca[15]用HR作为陶瓷粉体的流动性指标。但是，HR有一些缺点，特别是与AM是在不施加压缩或敲击的情况产生铺粉粉层且相比。此外，虽然体积和堆积密度的测量相对容易，特别是对于堆积密度，在一个堆积周期内粉末往往不能达到稳定的密度值[16]。Abdullah[7]的结果表明，对于大的非内聚非球形粉末，HR随球度的增大而减校被敲击的密度高度依赖于敲击的数量这一事实也得到了验证。因此，有必要采用一种流动性表征方法，允许尽可能多的不同粉末进行比较。
湘潭大学硕士学位论文3是实验员的操作方法会影响结果。图1.2真空感应熔炼氩气雾化法[5]图1.3等离子旋转电极法[5]图1.4休止角示意图（2）Hausner指数法Hausner比值指的是粉体的振实密度与松装密度之比，即HR，是一种常用的技术，也是广泛使用的技术[13]。这个方法从粉体的可压缩性的角度出发，分析松散和振实状态下粉体之间的比值来表征粉体流动性，流程如图1.5所示。其中，HR<1.25的粉末流动性很好，1.20<HR<1.40流动性好，1.40<HR<2.0流动性差，HR>2.0不流动。Yu等[14]人得出的结论是，HR可以用来描述粉末在出料时的堆积行为。在增材制造领域，Zocca[15]用HR作为陶瓷粉体的流动性指标。但是，HR有一些缺点，特别是与AM是在不施加压缩或敲击的情况产生铺粉粉层且相比。此外，虽然体积和堆积密度的测量相对容易，特别是对于堆积密度，在一个堆积周期内粉末往往不能达到稳定的密度值[16]。Abdullah[7]的结果表明，对于大的非内聚非球形粉末，HR随球度的增大而减校被敲击的密度高度依赖于敲击的数量这一事实也得到了验证。因此，有必要采用一种流动性表征方法，允许尽可能多的不同粉末进行比较。
【参考文献】：
期刊论文
[1]3DP工艺中铺粉过程建模与仿真研究[J]. 王媛媛,张思祥,杨伟东. 河北工业大学学报. 2018(06)
[2]选择性激光烧结铺粉辊设计与成型质量研究[J]. 王君,李书廷,郝芳,陈智龙,何红秀,杨智勇. 现代制造工程. 2018(07)
[3]激光增材制造镍基高温合金研究进展[J]. 吴楷,张敬霖,吴滨,谭敏,冯海波,张建福. 钢铁研究学报. 2017(12)
[4]航空航天用高品质3D打印金属粉末的研究与应用[J]. 韩寿波,张义文,田象军,刘明东,贾建. 粉末冶金工业. 2017(06)
[5]IN718镍基高温合金选择性激光熔化成形的制备及性能[J]. 刘邦涛,孙福久,杜爽,邹波,鄢维,刘锦辉,李学伟. 热处理技术与装备. 2015(05)
[6]粉体颗粒的流动模型研究现状[J]. 李文苑,幸福堂. 安全与环境工程. 2013(01)
[7]直接金属烧结快速成型机铺粉装置的改进及其运动分析[J]. 刘野,党新安,杨立军. 热加工工艺. 2012(19)
[8]基于SLS技术的烧结件变形控制研究[J]. 潘建新,陈儒军. 机械研究与应用. 2011(03)
[9]激光选区烧结中铺粉过程分析[J]. 李湘生,黄树槐,黎建军,梁天长. 现代制造工程. 2008(02)
[10]选区激光熔化快速成形系统的关键技术[J]. 吴伟辉,杨永强. 机械工程学报. 2007(08)
硕士论文
[1]316L粉末选择性激光熔化成形工艺及力学性能研究[D]. 刘艳.兰州理工大学 2017
本文编号：3430376
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
选择性激光烧结设备介绍
湘潭大学硕士学位论文3是实验员的操作方法会影响结果。图1.2真空感应熔炼氩气雾化法[5]图1.3等离子旋转电极法[5]图1.4休止角示意图（2）Hausner指数法Hausner比值指的是粉体的振实密度与松装密度之比，即HR，是一种常用的技术，也是广泛使用的技术[13]。这个方法从粉体的可压缩性的角度出发，分析松散和振实状态下粉体之间的比值来表征粉体流动性，流程如图1.5所示。其中，HR<1.25的粉末流动性很好，1.20<HR<1.40流动性好，1.40<HR<2.0流动性差，HR>2.0不流动。Yu等[14]人得出的结论是，HR可以用来描述粉末在出料时的堆积行为。在增材制造领域，Zocca[15]用HR作为陶瓷粉体的流动性指标。但是，HR有一些缺点，特别是与AM是在不施加压缩或敲击的情况产生铺粉粉层且相比。此外，虽然体积和堆积密度的测量相对容易，特别是对于堆积密度，在一个堆积周期内粉末往往不能达到稳定的密度值[16]。Abdullah[7]的结果表明，对于大的非内聚非球形粉末，HR随球度的增大而减校被敲击的密度高度依赖于敲击的数量这一事实也得到了验证。因此，有必要采用一种流动性表征方法，允许尽可能多的不同粉末进行比较。
湘潭大学硕士学位论文3是实验员的操作方法会影响结果。图1.2真空感应熔炼氩气雾化法[5]图1.3等离子旋转电极法[5]图1.4休止角示意图（2）Hausner指数法Hausner比值指的是粉体的振实密度与松装密度之比，即HR，是一种常用的技术，也是广泛使用的技术[13]。这个方法从粉体的可压缩性的角度出发，分析松散和振实状态下粉体之间的比值来表征粉体流动性，流程如图1.5所示。其中，HR<1.25的粉末流动性很好，1.20<HR<1.40流动性好，1.40<HR<2.0流动性差，HR>2.0不流动。Yu等[14]人得出的结论是，HR可以用来描述粉末在出料时的堆积行为。在增材制造领域，Zocca[15]用HR作为陶瓷粉体的流动性指标。但是，HR有一些缺点，特别是与AM是在不施加压缩或敲击的情况产生铺粉粉层且相比。此外，虽然体积和堆积密度的测量相对容易，特别是对于堆积密度，在一个堆积周期内粉末往往不能达到稳定的密度值[16]。Abdullah[7]的结果表明，对于大的非内聚非球形粉末，HR随球度的增大而减校被敲击的密度高度依赖于敲击的数量这一事实也得到了验证。因此，有必要采用一种流动性表征方法，允许尽可能多的不同粉末进行比较。
【参考文献】：
期刊论文
[1]3DP工艺中铺粉过程建模与仿真研究[J]. 王媛媛,张思祥,杨伟东. 河北工业大学学报. 2018(06)
[2]选择性激光烧结铺粉辊设计与成型质量研究[J]. 王君,李书廷,郝芳,陈智龙,何红秀,杨智勇. 现代制造工程. 2018(07)
[3]激光增材制造镍基高温合金研究进展[J]. 吴楷,张敬霖,吴滨,谭敏,冯海波,张建福. 钢铁研究学报. 2017(12)
[4]航空航天用高品质3D打印金属粉末的研究与应用[J]. 韩寿波,张义文,田象军,刘明东,贾建. 粉末冶金工业. 2017(06)
[5]IN718镍基高温合金选择性激光熔化成形的制备及性能[J]. 刘邦涛,孙福久,杜爽,邹波,鄢维,刘锦辉,李学伟. 热处理技术与装备. 2015(05)
[6]粉体颗粒的流动模型研究现状[J]. 李文苑,幸福堂. 安全与环境工程. 2013(01)
[7]直接金属烧结快速成型机铺粉装置的改进及其运动分析[J]. 刘野,党新安,杨立军. 热加工工艺. 2012(19)
[8]基于SLS技术的烧结件变形控制研究[J]. 潘建新,陈儒军. 机械研究与应用. 2011(03)
[9]激光选区烧结中铺粉过程分析[J]. 李湘生,黄树槐,黎建军,梁天长. 现代制造工程. 2008(02)
[10]选区激光熔化快速成形系统的关键技术[J]. 吴伟辉,杨永强. 机械工程学报. 2007(08)
硕士论文
[1]316L粉末选择性激光熔化成形工艺及力学性能研究[D]. 刘艳.兰州理工大学 2017
本文编号：3430376
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shengwushengchang/3430376.html
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