压力和功率对EIGA制备TA15粉末的影响

气雾化是制备增材制造原材料金属粉末的主要方法。该文针对钛合金得粉率低和球形度差问题,采用电极感应熔炼气雾化（EIGA）技术制备TA15钛合金3D打印专用粉末,通过扫描电子显微镜（SEM）和激光粒度仪测试分析手段,研究制粉工艺参数气雾化压力和熔炼功率对粉末粒径分布及形貌的影响规律。研究结果表明,随着雾化气体压力的增大,TA15粉末粒径减小,细粉收得率显著提高,但当雾化压力增加到5 MPa时形成大量卫星粉导致粉末收得率降低至38%;雾化压力的增大会导致气体速度提高,增加气体和金属液的相对速度与动能,使金属液滴的一次破碎和二次破碎更加充分,导致金属粉末粒径减小,但雾化压力增加到一定程度,会使导流管下方回流区面积增加影响粉末形貌。此外,随着熔炼功率的增加TA15钛合金溶液过热度增加,改善其黏度逐渐提高了粉末收得率,由25 k W时的26%增加为40 k W的42%。从粉末收得率、粒度和形貌等因素综合考虑,适合TA15钛合金粉末的最佳制备工艺参数为：熔炼功率40 k W,气雾化压力4.4 MPa,此时细粉收得率为42%,粉末球形度高。     

高能束增材制造钛铝合金的研究进展

选区激光熔化和电子束选区熔化增材制造是较理想的先进高能束增材制造技术.选区激光熔化和电子束选区熔化制备钛铝合金的组织细小,力学性能明显优于铸造合金的,成形后通过合理的热处理工艺,合金能获得良好的高温抗蠕变性能和延展性.高能束增材制造技术很好地解决了传统钛铝合金构件成形问题.综述了钛铝预合金粉末的制备工艺、选区激光熔化和电子束选区熔化技术的工艺和应用以及钛铝合金的组织和性能的研究进展,指出了未来在高能束增材制造钛铝合金方面的研究方向.     

金属构件选区激光熔化快速成型铺粉控制系统研究

选区激光熔化（SLM,Selective Laser Mching)技术是直接将选区内金属或合金粉末逐层熔化,堆积成一个冶金结合,组织致密的实体,其外形不需进一步加工,经抛光或简单表面处理可直接作模具。本文是在自行研制的国内首台金属构件直接选区激光熔化实验样机设备基础上,介绍分析了该设备的控制系统,重点介绍了选区激光熔化设备铺粉控制系统,它是该技术能否达到预期目标的关键因素之一,并且对其铺粉精度进行了试验验证,为金属构件直接选区激光熔化成型工艺研究奠定了基础。     

气雾化法制备3D打印金属粉末的工艺研究进展

气雾化法制备的金属粉末粒径小,成分均匀,球形度高,流动性好,该方法已成为3D打印球形金属粉末的主要制备方法。然而,气雾化是一个多相流相互耦合作用的复杂过程,细微因素的改变可能导致粉末特性的改变,而粉末特性对3D打印件性能具有决定性的影响。综述了气雾化过程中金属液过热度、气液流量、雾化介质种类、雾化气体压力和温度、雾化器喷嘴构型和导液管几何结构等对粉末特性的影响规律,并对3D打印金属粉末材料及制备技术的发展方向进行了展望。     

选区激光熔化AlSi10Mg粉末性能研究

选区激光熔化技术具有独特的成型方式和工艺特点,其对成型粉末的性能也有着特殊的要求。以铝硅合金、精铝锭和精镁锭为原材料,通过气雾化制备AlSi10Mg金属粉末。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、激光粒度仪、表面吸附仪等设备对AlSi10Mg金属粉末的性能进行测试。测试结果表明:AlSi10Mg金属粉末的松装密度为1.517g/cm3,振实密度为1.695g/cm3,流动性为73s/50g,休止角为32°,比表面积为3.045 6m2/g。粉末颗粒大部分是比较规则的球形状,表面相对光滑,球形度较好,同时粉末中也存在少量的椭圆状、鸭梨状和长条状的颗粒,并伴随有二次团聚现象发生。Al、Si、Mg等3种元素分布均匀,不存在明显的宏观偏析,粒度呈现单峰正态分布特征,尺寸主要分布在22.58～58.78μm之间。     

TiAl合金研究进展

Ti Al合金密度低且具有优异的高温性能、良好的阻燃能力以及抗氧化性,是未来航空航天领域重要的高温结构材料之一。文中分析了PIGA、EIGA、VIGA、PREP、PA等方法制备Ti Al合金粉末的工艺特点,阐述了热等静压、放电等离子烧结、反应烧结、粉末注射成形技术制备Ti Al合金的工艺,分析了制备Ti Al合金工艺所存在的问题对于TIAl合金实际应用的影响,讨论了提高Ti Al合金的高温抗氧化性及室温塑性的方法。     

激光选区熔化成形AlSi10Mg铝合金粉末特性研究

增材制造技术是一种新型的成形技术,其优点在于无需机械加工或任何模具就可快速地将零件从数字模型制造成实体零件,从而缩短产品的研制周期,提高生产效率。激光选区熔化成形专用金属粉末作为增材制造技术最重要的原材料,有着自身独特的规律,粉末特性影响SLM工艺参数的制定。对SLM专用AlSi10Mg粉末特性进行研究(包括粉末化学成分、比表面积和粉末粒度分布等)的结果表明,SLM使用的金属粉末要求粒度小、粒度分布窄、球形度高、氧含量低和流动性好等。     

水泵叶轮在激光选区熔化成型加工中的几何误差研究

以316L不锈钢金属粉末为原料,利用激光选区熔化成型技术试制某潜水泵用叶轮。针对水泵叶轮激光选区熔化成型加工中出现的几何误差,分析水泵叶轮出现几何误差的原因。通过设计工艺试验,探究水泵叶轮在激光选区熔化成型加工中几何误差的产生规律,建立水泵叶轮的几何误差模型,确定引起水泵叶轮成型精度的主要因素有:切片处理产生的误差、激光深穿透产生的误差、外边框凸起产生的误差、材料收缩变形产生的误差、粉末的杂质引起误差和成型缸升降产生的误差,采用后处理和补偿成型缸位移量,解决水泵叶轮几何误差。研究结果表明:当成型缸位移量为0.02823 mm时,所成型的水泵叶轮加工精度符合制造要求。     

异质材料零件SLM增材制造系统设计与实现

基于多漏斗定量供粉+柔性清理回收粉末原理,研制了一套新型的异质材料零件激光选区熔化增材制造系统。详细分析了系统的运行原理、系统构成、定量供粉实现,杂质的防范等,并研发了定量供粉、均粉、粉末铺设回收、污染防范等装置,构思了异质材料零件数据处理方法。通过VC++开发的总控软件,将各装置集成控制,建成了异质材料零件激光选区熔化增材制造系统,并成功展开了实验验证。     

半导体泵浦激光器在选区激光熔化工艺中的应用研究

选区激光熔化是新出现的能直接成型致密性接近100%终端金属产品的快速成型技术,该技术对成型能量源的要求严格。半导体泵浦激光器具有电光转换效率高、性能可靠、体积小巧、使用寿命长、输出光束质量好等优点。本文分析了选区激光熔化工艺对能量源的选用要求,对将半导体侧向泵浦Nd押YAG激光器应用于选区激光熔化工艺的可行性进行了评估,并通过实验进一步验证了评估结果。     

基于Matlab GUI框架下激光选区熔化成形铺粉质量检测系统研究

在激光选区熔化成形设备铺粉过程中,存在刮刀条纹、刮刀撞击、铺粉不完全、超高角和碎屑5种铺粉缺陷。为了实现激光选区熔化成形铺粉质量的在线和离线检测,基于Matlab GUI软件设计了一个激光选区熔化成形铺粉质量检测系统。利用Matlab图像捕获工具箱实现图像的实时采集,或将已采集的铺粉图像进行单张或批量质量检测,提取铺粉缺陷特征并显示结果、缺陷位置和运行时间;铺粉质量检测结果可保存为.txt文件,方便操作人员对激光选区熔化零件成形质量分析。系统对人工智能在灰度粉末铺层表面的均匀性进行了有益的探索,利用计算机图像识别技术代替人眼,判断激光选区熔化成形铺粉表面缺陷,为激光选区熔化成形铺粉质量分析提供了一个强有力的工具。     

多孔NiTi形状记忆合金的制备工艺研究

介绍了制备多孔NiTi形状记忆合金的方法,研究了用粉末冶金法制备多孔NiTi形状记忆合金工艺及过程,结果表明:在140MPa压力下压制,在1223K下粉末冶金制备的NiTi合金,具有合适的孔隙度和较规则的孔形貌。     

选区激光熔化快速成型系统及工艺研究

选区激光熔化技术是近几年出现的能直接制造终端、近终端金属产品的快速成型技术.描述了选区激光熔化快速成型设备系统组成,选区激光熔化对激光子系统、扫描子系统及软件子系统的功能要求.经工艺实验,分析了扫描速度、激光功率、扫描间距对成型质量的影响,并通过成型1个三维金属实体,验证了系统的可行性.     

3D打印Sn-9 Zn合金的性能研究

为解决Sn-Zn系合金易被氧化和易腐蚀等问题,获得高质量、性能稳定、成本低廉的无铅钎料,将喷射沉积3D打印技术应用到无铅焊料中,开展了Sn-9Zn合金的常规感应熔炼和喷射沉积3D打印成形试验。对两种方法制备的Sn-9Zn合金试样进行了常规拉伸试验和可焊性性能试验,对比分析了3D打印与感应熔炼两种方法制备的Sn-9Zn合金试样的力学性能和可焊性。研究结果表明:感应熔炼Sn-9Zn合金与3D打印Sn-9Zn合金的抗拉强度分别为43.3 MPa和42.7 MPa,屈服强度分别为26.3 MPa和25.7 MPa,断后伸长率分别为27.3%和27.7%,最大润湿力分别为3.37 mN和3.36 mN,可见选择适宜的3D打印工艺参数能获得力学性能和可焊性优良的Sn-9Zn合金。     

激光选区熔化成形Al-Si合金高周疲劳性能的研究进展

激光选区熔化(SLM)成形是近年来发展最快的增材制造技术之一,在航空航天、汽车和医学等领域应用广泛.但铝合金粉末具有流动性差、激光反射率高以及热导率高等特点,导致SLM成形件表面粗糙,易形成缺陷,从而影响其疲劳性能.结合国内外对SLM成形Al-Si合金高周疲劳性能的研究现状,综述了成形方向、成形参数、热处理和表面处理对成形件高周疲劳性能的影响及高周疲劳断裂机理,总结了改善疲劳性能的方法,展望了未来SLM成形Al-Si合金疲劳性能的研究重点.     

自蔓延燃烧合成多孔NiTi形状记忆合金的显微组织和孔隙结构

以镍粉和钛粉为原料,采用自蔓延燃烧合成技术制备了多孔NiTi形状记忆合金,研究了压坯压力、镍含量、钛粉粒径等参数对合金孔隙尺寸、孔隙均匀性和显微组织的影响。结果表明:自蔓延燃烧合成的NiTi合金为螺旋分层结构;压坯压力在100~200 MPa范围内再经自蔓延燃烧合成的NiTi合金的孔隙均匀,且为三维连通结构,比较理想;镍质量分数为40%左右时,孔隙的分布和三维贯通性均较理想;当钛粉粒径较大时,出现了大量的液相和NiTi2、Ni3Ti等杂质相,反应很不充分,钛粉粒径在50~100μm之间为好。     

激光选区熔化成形TC4钛合金显微组织与性能的研究进展

激光选区熔化技术是在精密复杂零部件制备方面应用较广的激光增材制造技术之一,可实现复杂零件的近净成形。从成形工艺参数和固溶时效处理两方面,对现阶段激光选区熔化成形TC4合金显微组织及力学性能控制的研究进展进行了综述,并对其后续发展方向进行了展望。     

低压烧结制备多孔NiTi形状记忆合金的结构及性能

采用低压烧结法制备了多孔NiTi形状记忆合金;研究了在1050℃下烧结不同时间所制备合金的结构及性能,并与常规粉末烧结方法制备的合金进行了比较。结果表明:低压烧结法在短时间内制备合金的孔隙可控性好,孔径主要分布在50~200μm之间,孔隙相互连通,呈网状分布,无明显各向异性;同时表现出良好的力学性能和超弹性能。     

低压烧结制备孔NiTi形状记忆合金的结构及性能

采用低压烧结法制备了多孔NiTi形状记忆合金;研究了在1050℃下烧结不同时间所制备合金的结构及性能,并与常规粉末烧结方法制备的合金进行了比较。结果表明：低压烧结法在短时间内制备合金的孔隙可控性好,孔径主要分布在50-200um之间,孔隙相互连通,呈网状分布,无明显各向异性;同时表现出良好的力学性能和超弹性能。     

多激光束选区熔化成形技术研究

多激光束选区熔化技术可以改善单激光束选区熔化成形过程中产生的球化、翘曲变形及裂纹等缺陷。研究了多激光束选区熔化成形系统中涉及的多个关键系统,包括铺粉与送粉系统、双激光光路系统、控制系统及分层切片数据处理软件系统等,并进行大量设备验证性工艺试验研究,成功研发出多激光束选区熔化成形设备,并成形出性能优异的复杂精密金属构件。