选区激光熔化工艺参数对GH4169成型件致密度的影响

选用GH4169镍基合金粉末,通过调整选区激光熔化中的扫描间距B、激光电流I、扫描速度V、铺粉厚度d等主要工艺参数,制得不同的SLM成型件。同时对不同参数下的成型件进行金相二值化形貌观察并绘制相应的致密度曲线,分析了SLM工艺参数对GH4169成型件致密度的影响规律。优化工艺参数组合为激光电流140A,扫描速度150 mm/min,扫描间距0.35 mm,铺粉厚度0.15 mm,脉冲宽度5.5 ms,激光频率12 Hz,此时致密度达98.45%。     

选区激光熔化工艺参数对GH4169成形件表面品质的影响

以GH4169合金为研究对象,分析了激光功率、扫描速度、扫描间隔和扫描方式等工艺参数对选区激光熔化成形件表面品质的影响。对试验数据进行正交分析,观察不同工艺参数下成形件的表面品质。结果表明,当激光功率为320 W、扫描速率为1 000 mm/s、扫描间隔为60μm、扫描旋转角度为67°、体能量密度为130～150 J/mm~3时,包层通道光滑、均匀、笔直,且搭接良好,表面几乎没有球化和粉末附着现象。因此,在该工艺窗口下GH4169成形件表面平整,品质较好,表面粗糙度(Ra)也相对较低。     

选区激光熔化镍基合金粉末GH4169组织与力学性能分析

实验采用进口GH4169镍基合金粉末,在10mm厚的Q235钢板上成形出30mm×30mm×15mm长方形块体,然后对成形块体进行金相组织、硬度和致密度分析。结果表明:沿着成型件成形高度的方向,组织结构交替重复出现,在裂纹附近出现较多的针状组织,在两烧结线之间出现较多的圆饼状组织;随激光功率和扫描速度的增加,显微硬度先增大后缓慢降低;随扫描速度和扫描间距的增加,成型件的致密度呈缓慢降低的趋势;随激光功率的增加,致密度呈缓慢的增加趋势,过大激光功率易引起裂纹、孔洞和翘曲等缺陷。     

激光选区熔化成形GH4169法兰管性能研究

采用激光选区熔化成形GH4169法兰管,研究了法兰管的成形状态及固溶+双时效后GH4169在L,S,T方向的组织特征,分析不同方向的组织特征及其对材料性能的影响。试验结果发现,激光选区熔化成形GH4169法兰管,成形性优异,冶金结合性良好,零件外部及内部均无缺陷。L向的粗大树枝晶较多并且树枝晶的生长方向与熔化沉积方向一致,S向和T向存在大量均匀等轴晶。激光选区熔化成形GH4169材料在室温及650℃条件下的力学性能均优于GH4169一般锻件的性能,材料各向异性导致横向拉伸试样的抗拉强度及屈服强度均优于纵向拉伸试样的。在650℃,690 MPa负载条件下,横向及纵向试样分别在25.32 h和25.45 h断裂,伸长率分别为5.5%和5.3%,法兰管可以在高温下负载工作。     

选区激光熔化GH3536合金的热处理工艺

采用OM、SEM和力学性能测试等分析研究了不同热处理工艺对选区激光熔化成形GH3536合金组织及力学性能的影响规律。结果表明,随着固溶温度越高,晶粒尺寸越大,且抗拉强度在高温条件下逐渐增加而室温条件则下降。当固溶温度达到1120 ℃时,室温条件下横向试棒与纵向试棒的抗拉强度分别达到816和731 MPa;900 ℃高温条件下则分别达到189和204 MPa。800 ℃时效处理后合金基体组织析出细小碳化物,产生第二相强化作用,强度得以提升。随着时效时间的增加,碳化物变的密集,但晶粒尺寸几乎没有发生变化,表现为室温抗拉强度与断后伸长率得到提升。当时效时间达到20 h时,室温条件下横向试棒与纵向试棒的抗拉强度分别达到832和747 MPa;900 ℃高温条件下横向试棒与纵向试棒的断后伸长率分别达到8.5%和21.5%。最后得出选区激光熔化成形GH3536合金最优的热处理工艺为:固溶(1120 ℃×1 h)+时效(800 ℃×20 h)。     

激光选区熔化成型过程的粉末粘附问题分析

激光选区熔化金属粉末形成金属零件的过程中存在粉末粘附现象,对零件的成型精度影响很大。为此,从粉末粘附现象的成因、粘附颗粒的分类及粘附颗粒对成型精度的影响机理等方面研究了粉末粘附现象。归纳出了粉末粘附对不同类型成型面的影响。结合成型工艺试验分析,从扫描路径规划及材料摄入能量调配方面提出了弱化粉末粘附现象对成型精度影响的方法,并进行了试验验证。结果表明:通过一种多重勾边+内缩填充扫描策略,并结合合适的扫描速度,可弱化粉末粘附对零件侧壁表面精度的影响,能获得Rz26.9μm的侧壁表面粗糙度。     

激光能量密度对选区激光熔化成型质量的影响

以致密度和显微硬度为考察指标,研究了单个工艺参数对致密度的影响,进而研究了激光能量密度对致密度的影响,并结合单个参数对致密度影响规律进行分析。而后研究了激光能量密度对硬度的影响规律,并结合微观组织进行分析。结果表明:试件致密度随着激光能量密度的提高逐渐增大;试件显微硬度随着激光能量密度的提高逐渐增大;试件的微观形貌越好,其显微硬度值波动范围越小。     

激光选区熔化成型过程参数及缺陷影响分析

激光选区熔化(SLM)成型过程是一个逐层累积的过程,结构按照单道扫描(线)、单层扫描(面)、块体成型(体)的顺序依次打印.其中涉及的工艺参数众多,有激光固有参数、扫描策略参数、支撑结构参数等,且相互耦合影响,参数的好坏直接影响零件的最终力学性能及尺寸精度.本文对SLM成型过程中的参数及缺陷进行了系统性的分析,为基于SL...     

元素Re对选区激光熔化GH4169合金组织与蠕变性能的影响

通过热处理、蠕变性能测试和组织形貌观察,研究了稀有元素Re对GH4169合金微观组织及蠕变性能的影响。结果表明:元素Re的添加对γ'相筏状组织起到细化作用,可促使δ相沿晶界析出抑制晶界滑移,可提高合金显微硬度。经过固溶和时效处理后合金组织细化明显,短针状δ相和长条状MC型碳化物减少。在蠕变期间,δ相的数量会影响合金的断裂方式。元素Re的添加可提高合金的高温蠕变性能。     

激光选区熔化镍基高温合金GH4169的成形工艺与显微组织研究

开展了基于激光选区熔化技术对镍基高温合金GH4169成形工艺的研究。研究了激光扫描速度和激光功率对成形试样组织的影响,及激光加工工艺参数对试样显微组织、致密化行为的影响。结果表明:当激光扫描速度一定,激光功率较低时,熔池的球化效应明显,材料内部形成较多孔洞,致密度较低;随着激光功率的提高,熔池内金属溶液表面张力减小,球化效应明显减弱,致密度随之提高。当激光功率一定,扫描速度较低时,金属溶液补缩能力强,材料组织致密,仅存在少量气孔;随着扫描速度的提高,熔池变窄变浅,相邻熔道及层间材料缺陷明显增多。当激光束能量密度较高时,粉末吸收能量较多,熔池温度高,凝固速率低,易形成粗大的柱状晶。在优化工艺参数下(激光功率335 W、激光扫描速率680 mm/s),成形体的致密度最高(98.7%)。     

2024铝合金粉末选区激光熔化成形工艺研究

采用自主研发的金属增材制造设备对2024铝合金粉末进行了选区激光熔化成形,研究了不同工艺参数下该合金的显微组织及室温拉伸性能。结果表明,激光功率为260 W,扫描速度900 mm/s,扫描间隔0.12 mm时,2024铝合金显微组织细小,结构致密,抗拉强度为372 MPa,伸长率为6.1%,具有较高的室温力学性能。     

模具钢粉末的选区激光熔化成型性能及缺陷研究

调整激光功率和扫描速度两个主要工艺参数,研究了选区激光熔化成型模具钢粉末的性能。分析工艺参数对试样表面硬度的影响规律,研究成型试样存在的缺陷形式及产生机理。结果表明,选区激光熔化成型H13试样的表面硬度,随线能量的增加整体上表现为先升高后降低的趋势。当激光功率为180 W、扫描速度为400 mm/s、线能量为0.45 J/mm时,试样的上表面硬度和侧表面硬度最高分别为56 HRC和55 HRC。成型过程中球化是导致孔隙的主要原因之一,由球化导致的孔隙形状不规则,且周围存在大量球状颗粒。     

Fe-Ni系金属粉末选区激光熔化成型工艺研究

选区激光熔化(SLM)技术可用于金属粉末快速制作冶金实体,成型件致密性是SLM工艺研究的重点,也是制备金属制件的基本要求.选用铁镍系金属粉末,在不同的激光功率、扫描速度和铺粉厚度等工艺参数条件下,采用单道扫描和多层单道扫描等方式进行实验,并利用扫描电镜对不同工艺所制备的试样进行微观形貌研究和致密性分析,确定了优化的工艺参数匹配并制备出块体试样,致密度达80％以上.     

激光选区熔化成型SS316L不锈钢粉末演变机理

研究SS316L不锈钢粉末多次循环使用后粉末特性的变化规律,阐明粉末颗粒形态及粒度的演变机理。结果表明,随着粉末循环使用次数的增加,粉末的粒径分布变窄,且粒径粗化;粉末松装密度和振实密度均有一定程度的提高,粉末流动性也较原始粉末有所改善,但豪斯纳比变化趋势与霍尔流速相反。循环使用的粉末颗粒表面成分发生严重氧化,粉末表面出现椭球形的氧化斑点和物理附着的金属蒸汽冷凝物。将循环粉末中出现的异形颗粒分为两类:第一类是激光诱导熔池飞溅颗粒,第二类是气体夹带诱导颗粒,并分别对两种异形颗粒的形成机理进行阐述。研究结果强调了在原材料的循环使用过程中粉末的氧化和异形颗粒的生成是不可避免的,未来需要更多地考虑异形颗粒、蒸汽冷凝物和氧化颗粒对成型件质量的影响。     

工艺参数对激光选区熔化316L不锈钢表面质量的影响

通过多因素实验法在316L不锈钢基体板上采用激光选区熔化技术(SLM)成型单道和单层的熔覆层。对打磨后的熔覆道在扫描电镜(SEM)下进行观察。调节扫描间距和扫描方式,使用定因素分析法,根据成型面质量,找出最合适的扫描间距和扫描方式。结果表明:在其他成型参数一定的条件下,适当增加激光功率能增加粉末能量摄入,减少制件表面缺陷。在扫描间距为0.07 mm时搭接率大小合适。扫描方式对成型制件的表面粗糙度和硬度都有一定影响,在确定其他成型参数后,采用跳转变向的加工方式能成型出较好质量、较大硬度的制件。制件表面球化现象主要因为熔融金属在较短的冷却时间内不能完全铺展开形成球状的颗粒,适当提高激光功率能有效减少球化颗粒的产生。     

粉末预热对电子束选区熔化成形工艺的影响

研究了电子束选区熔化成形技术中粉末预热工艺对Ti-6Al-4V合金粉末在高能高速电子束作用下抗溃散性能的影响,并对该粉末进行了三维零件成形试验以验证粉末预热在实际成形中的作用。粉末抗溃散试验结果表明,对粉末进行预热可以明显提高粉末在一定电子束束流下的抗溃散临界扫描速度,增强其抗溃散性能;钛合金粉末的三维成形试验结果表明,粉末预热能够有效地改善成形层表面的“边缘缺陷”和“结球缺陷”,提高表面质量,降低层厚;成形件显微组织观察结果表明,预热对层间结合情况有明显改善。     

激光工艺参数对选区激光熔化钽微观组织和力学性能的影响

研究了单、双层扫描策略和能量密度（246~640 J/mm³）对选区激光熔化钽显微组织及力学性能的影响。采用扫描电子显微镜和电子背散射衍射对选区激光熔化钽的显微组织进行表征,并对其显微硬度和拉伸性能进行检测。结果表明,选区激光熔化钽显微组织由明显向上生长的柱状晶构成,双层扫描后的钽具有更细的晶粒尺寸。随着输入能量密度的提高,选区激光熔化钽的强度、显微硬度和塑性均具有明显的上升趋势。此外,双层扫描工艺可进一步提高材料密度,且在保留强度的基础上,增强材料塑性。在能量密度为640 J/mm³（双层扫描）时,金属钽性能最优,显微硬度、极限抗拉伸强度及延伸率分别为2307 MPa,527 MPa和11.4%。     

齿科用钛合金粉末粒度对激光选区熔化工艺适用性研究

激光选区熔化(SLM)是一种在医疗领域应用越来越广泛的3D打印工艺,用SLM技术打印齿科钛合金粉末,可以制作出个性化且具有复杂结构的口腔医疗器械。为了研究粉末粒度对SLM工艺的成形适用性,本研究选择了齿科用Ti-6Al-4V合金粉末作为成形材料,通过不同目数的筛网对粉末进行分级,得到不同粒度范围的钛合金粉末。采用EOS M280设备分别成形不同粒度范围的粉末,并对成形过程和成形件表面质量进行对比分析,得出当粉末粒度范围为15~53μm时,熔道连续无缺陷,成形件表面光滑平整,有金属光泽。该粒度范围粉末成形件的内部孔洞很少,强度和塑性均优于铸造件。粒度范围为15~53μm的齿科用钛合金粉末适用于激光选区熔化工艺。