电子束直接金属成形技术的工艺研究

基于电子束的直接金属成形技术利用电子束能量密度高、无反射以及真空加工环境无污染等优点，将电子束加工与快速原型制造技术相结合，可制造传统制造技术无法制造的复杂金属零件。本研究利用自行开发的电子束选区熔化成形设备进行了316L不锈钢粉末的试验研究，结果发现气雾化粉末具有较好的一维成形能力，但扫描速度不能太快；水雾化粉末聚球现象严重。通过工艺试验和数值模拟，得出气雾化粉末的比例在40％～60％之间的混合粉末具有较佳的成形性能，该粉末的成形过程分为粉末固定、粉末预热及粉末熔化3个阶段。采用电子束选区熔化成形的层片表面光滑平整，内部组织致密、细小，层间为冶金结合。     

Research on Preheating of Titanium Alloy Powder in Electron Beam Melting Technology

研究了电子束熔化快速成形技术中的钛合金粉末预热工艺,并对粉末预热后的颗粒联接方式进行了分析.结果表明,当Ti6A14V粉末由电子束连续扫描快速预热升温至600℃以上,粉末颗粒中高比表面积的细小颗粒,由于高能量密度电子束作用将全部或部分熔化而充当粉末颗粒联接团聚的粘结剂,使得预热区域的粉末颗粒聚团结块.该粉末团聚体不仅能有效抵挡高速电子束流的冲击而使熔化成形的表面粉末不飞溅,而且也能避免成形表面粉末颗粒熔化时的球化效应.以Ti6Al4V粉末为原料并充分预热每层的成形粉末,制备了层间熔合良好并且力学性能优异的Ti6Al4V柱状试样.     

电子束粉末床熔融技术发展综述

电子束粉末床熔融技术是一种有着广泛应用前景的金属增材制造技术,低应力、高能量利用率等特点使其在高温合金、高熔点金属成形等方向有着巨大优势。近年来,随着更多研究人员及企业进入该领域,电子束粉末床熔融装备有了诸多进展,且在新材料及工艺开发方面也取得了重要突破。本文对电子束粉末床熔融技术原理、近年来进展进行综述并对其今后的发展方向进行展望。     

TiAl基合金电子束快速成形研究进展

TiAl基合金作为一种新型轻质高温结构材料,在航空航天和汽车工业有着广泛的应用前景.电子束快速成形技术是目前制备TiAl基合金最新颖、前沿的技术.本文主要介绍了电子束快速成形技术制备TiAl基合金的原理、优势、最新研究进展,以及预合金粉末制备的发展现状,对TiA1基合金的电子束快速成形技术的不足进行了分析并提出了展望.     

基于电子束快速成形金属粉末扫描路径试验

扫描路径的优化对于提高电子束快速成形工艺的效率和加工质量具有较大影响,设计4种不同的电子束快速成形的扫描路径,针对投影扫描和轮廓线偏置扫描的温度场进行了有限元计算和试验.结果表明,采用轮廓线偏置扫描时只需较小的电子束电流就能使粉末达到较高的温度,高温区域与扫描区域一致,即得到的成形区域与扫描区域一致,扫描区域上各点的熔化量也基本一致,成形件表面比较均匀平整,且有利于下次铺粉,成形效果均优于投影扫描.同时偏置间距越小,成形效果越好.     

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。     

增材制造(AM)技术制备金属部件的研究

最近,3D打印技术成为制造业的研究热点。日本新能源及产业技术综合开发机构(NEDO)开始了下一代原材料激光加工技术以及金属粉末叠层成形技术的研究,探讨了成形时间、成形形状及成形装置等问题。制造金属制品的AM技术以粉末叠层成形法为主流,该方法采用3D-CAD计算机辅助设计,以粉末为原料,逐层成形,成形装置由用来铺粉的材料供给机构和作为热源的光源(激光或电子束等)机构两大部分组成。这样的成形装置有以下特征:粉末     

焊前准备、焊后处理及辅助设备

20092017粉末预热对电子束选区熔化成形工艺的影响/韩建栋…//焊接学报.-2008,29(10):77~80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。图6参520092018热处理对T-250钢电子束焊接头组织的影响/罗艳…//焊接.-2008(10):55~59T-250马氏体时效钢电子束焊接头经850,950,1050℃和1150℃等不同温度固溶1h,再经4h,500℃的回火处理后,材料的组织结构产生明显差异。在相对较低温度下固溶处理,焊缝组织中逆转奥氏体含量较高,奥氏体组织以浅色衬度池塘形态分布于晶界。而经高温固溶处理,焊缝区的胞状晶组织消失,焊缝区发生奥氏体化再结晶,淬火后成为单...     

Ti-5Ta-30Nb-8Zr合金粉床电子束3D打印分区熔化扫描成形工艺研究

以球形Ti-5Ta-30Nb-8Zr合金粉末为原料,开展了粉床电子束3D打印技术制备钛合金样品的工艺研究。通过分区成形工艺控制,在一次成形中完成多种熔化电流或多种扫描速度的并行实验,快速获得该合金粉末在不同熔化工艺下的成形样品。粉床电子束3D打印成形Ti-5Ta-30Nb-8Zr合金的最佳工艺参数为熔化电流20 m A,扫描速度800 mm/s。在该工艺条件下,加工出的钛合金样品致密度高、内部缺陷少、组织均匀。与传统实验方法相比,分区控制成形技术的研究效率提高150%,可大幅降低研发成本。     

电子束快速成形Ti-6Al-4V合金的组织与性能（英文）

电子束快速成形是一种利用金属丝材沉积直接制造金属零件的新型增材制造技术。用电子束快速成形方法制备了Ti-6Al-4V合金,对其显微组织和快速成形态、退火态、热等静压态下的力学性能进行了研究。电子束快速成形Ti-6Al-4V合金的低倍组织典型特征为沿堆积高度方向生长的贯穿多层沉积层的粗大柱状晶以及分布于层间及堆积路径间的明暗相间的带状条纹。各种状态下室温拉伸性能均有明显的方向性,其中X向、Y向强度较高,Z向强度低但塑性较好;消应力退火处理对室温拉伸性能没有明显影响;热等静压处理后材料的抗拉伸强度显著降低,但具有良好的塑性与韧性,同时能够明显降低高周疲劳性能数据的分散性。快速成形态及退火态室温拉伸性能均可满足AMS4999标准的要求,但与锻件标准HB5432相比仍有差距。