下载此文档

基于快速增材制造关键金属部件组织性能调控的后处理技术及设备探究.doc


文档分类:行业资料 | 页数:约14页 举报非法文档有奖
1/14
下载提示
  • 1.该资料是网友上传的,本站提供全文预览,预览什么样,下载就什么样。
  • 2.下载该文档所得收入归上传者、原创者。
  • 3.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
1/14 下载此文档
文档列表 文档介绍
—————————————————————————————————基于快速增材制造关键金属部件组织性能调控的后处理技术及设备探究基于快速增材制造关键金属部件组织性能调控的后处理技术及设备探究戴煜 1,2 ,李礼 1,2 ,马卫东 1,2 (1. 湖南顶立科技有限公司,湖南长沙 410118;2. 湖南省新型热工装备工程技术研究中 410000) 心,湖南长沙摘要: 简要介绍了增材制造技术发展面临的挑战, 分析了增材制造后处理控性技术、标准制订的发展现状, 指出高性能关键金属部件增材技术的发展和工程应用, 将不单取决于高性能粉体材料制备及增材制造过程中内部冶金缺陷的机理研究, 更大程度上取决于影响增材制造关键金属部件组织性能的后处理技术及设备的探究深度。关键词:增材制造;金属部件;后处理控性;内部冶金缺陷;后处理技术及设备航空航天、模具、工业、船舶等现代工业高端装备正以大型化、高参数、极端恶劣条件下寿命与可靠性增长的目标快速发展, 致使其钛合金、模具钢等关键金属部件尺寸愈来愈大、结构日益复杂、性能要求日趋提高, 对制造技术也提出了更高的要求。采用传统减材制造技术生产上述大型、异形、整体、高性能金属部件, 不仅需要万吨级以上的重型锻造设备及大型锻造模具,而且材料损耗大、利用率低、—————————————————————————————————成本高[1] 。国际趋势表明, 钛合金、模具钢等难加工金属大型关键部件制造技术已经成为衡量一个国家重大高端装备制造业水平高低的基准[2] 。增材制造技术( AM )能够直接成形机械性能优良、结构复杂的金属构件, 具有传统加工方法无法比拟的优点, 因此该技术有望为航空航天、国防工业重大装备中大型难加工金属构件的制造提供一条快速、柔性、低成本的技术新途径[3] 。但由于未能有效解决制造过程中“热/ 内应力”、“内部缺陷”等控制问题,致使增材制造还难以应用于航空航天关键及主承力构件、大型复杂模具等高端领域。本文就增材制造技术发展面临的问题与挑战, 简要分析了增材制造后处理控性技术、标准制订发展现状, 指出高性能关键金属部件增材技术的发展和工程应用, 将不单取决于高性能粉体材料制备及增材制造过程中内部冶金缺陷的机理研究, 更大程度上取决于影响增材制造关键金属部件组织性能的后处理技术及设备的探究深度。 1 1. 增材制造面临的问题增材制造具有“高性能粉体制备”、“复杂结构直接制造”、“表面控形”、“后处理控性”一体化的独特特征。以现阶段最为火热的激光选区熔化增材制造技术为例[4] , 该技术的材料非平衡物理冶金和热物理过程十分复杂, 同时发生着激光束与粉体、熔池与粉床的交互作用、熔区超高温梯度和强约束力下的快速凝固、构件内部组织演变、循环条件下热应力演化等现象。因此, 增材制造面临的最大问题在于打印—————————————————————————————————过程中, 构件铺粉层与铺粉层之间、单一铺粉层内部等局部区域产生的各种特殊的内部缺陷,如粉末团聚、粉末挥发飞溅、热/ 内应力、层间局部未融合、气隙、卷入性和析出性气孔、微细陶瓷夹杂物、内部特殊裂纹、晶粒异常形核与长大等, 以至于影响最终成形部件的内部质量、力学性能和部件的服役使用安全[5] 。事实上, 内部冶金缺陷控制一直是增材制造亟待攻克的关键技术之一。 abc 图1 增材制造过程中产生的各类缺陷(a) 粉末团聚; (b) 粉末挥发飞溅; (c) 气孔国内金属基 3D 打印专家普遍将增材制造过程中出现内部冶金缺陷的矛头指向粉体材料基础问题以及增材制造内部特有冶金缺陷的基本特征、形成机理及控制方法研究不够深入。笔者通过与世界著名 3D 打印材料专家,澳大利亚技术科学与工程院院士、蒙纳什大学增材制造中心主任吴鑫华教授、美国路易斯安娜州立大学郭晟旻教授的合作交流中, 并结合自身多年在金属基粉体制备方面的经验, 深刻体会到, 要从根本上解决长期制约关键金属部件增材制造技术发展和应用的内部缺陷问题, 单单靠材料基础问题与增材制造过程中的内部缺陷机理研究是不够的。中国制造业从来都是“重冷轻热”,而材料能否从根本上得到改性, 很大程度上取决于后处理工艺与设备。笔者认为, 增材制造的部件必须经过后续热等静压、开模锻造等致密化处理以及“四把火”(淬火、退火、回火、正火) 2 等热处理工艺, 并制订配套工艺标准, 才能从根本上减少或消除—————————————————————————————————增材制造关键金属部件存在的“内部质量”(冶金缺陷、晶粒及显微组织等)问题。 2. 增材制造后处理控性技术发展现状真空热处理技术具有无氧化、无污染、表面质量高、变形微小等突出特点, 是当前国际热处理技术发展的热点。传统金属部件的改性热处理技术,只要摸索并制订适用于增材

基于快速增材制造关键金属部件组织性能调控的后处理技术及设备探究 来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.

非法内容举报中心
文档信息
  • 页数14
  • 收藏数0 收藏
  • 顶次数0
  • 上传人wo1230
  • 文件大小25 KB
  • 时间2017-04-21