SLS／HIP技术用于钛的净成形加工

SLS/HIP是一种混合直接激光加工方法．是用选择激光烧结（SM）与无模热等静压（HIP）相结合的方法制造具有各种复杂形状的金属部件的净成形技术．SLS／HIP的基本原理是用SLS将金属粉末加工成具有一个整体的、完全致密的阻气外壳或在部件边界原位制成一个错，内部的密度要达到或超过65％理论密度．与直接激光加工成形工艺的区别在于：直接激光加工是熔化金属粉，使部件的每一层面都达到其密度．而SM4llP技术中，激光束仅熔化器部件的边界处的粉末形成阻气层，或制成密度达到92％理论密度的壳体，这一密度是相对密度，所含孔洞从相…     

基于激光熔化成形包套的热等静压近净成形试验研究

实验采用选择性激光熔化(SelectiveLaserMelting,SLM)技术制作包套,并将这些包套用于热等静压实验。从相对致密度和微观组织方面分析比较使用SLM包套和不使用SLM包套制得的零件,确定用SLM技术制作热等静压包套的可行性。     

热等静压用半球形钢包套的拉深模具设计

热等静压HIP是铍材成型生产的重要组成部分。简述了热等静压用半球形钢包套的工艺要求,提出了使用冲压拉深模具加工半球形包套的加工方法,讲述了包套拉深模具的设计,着重讲述了模具设计的要点,以及包套的使用效果。     

间接选择性激光烧结与选择性激光熔化对比研究

采用选择性激光烧结（Selective laser sintering，SLS）和选择性激光熔化（Selective laser melting，SLM）工艺，分别进行了铁基合金粉末的快速成形试验，对比分析了SLS与SLM成形机理、相应的工艺参数以及它们对测试件成形过程、金相组织与力学性能的影响。结果表明：由于成形机理不同，相对于SLS技术，采用SLM能够制造高致密度、组织均匀、力学性能良好的金属零件，但容易出现翘曲变形、裂纹与球化现象。通过制定合适的材料与工艺参数能够避免上述缺陷。     

TC11钛合金粉末涡轮盘热等静压成形数值模拟研究

为了成形复杂结构的涡轮盘零件,采用粉末热等静压工艺(HIP),设计了粉末净成形和粉-固扩散连接成形两种方案,使用MSC.MARC软件,在Shima模型中嵌入TC11钛合金材料参数进行数值模拟研究。模拟结果显示:粉末净成形的模具变形是粉-固扩散连接成形的2倍左右;粉末净成形的粉末体在热等静压后,关键部位出现明显的密度梯度分布,相对密度较低,粉-固扩散连接成形的相对密度分布的均匀性优于粉末净成形,所以粉-固扩散连接成形方案优于粉末净成形方案。试验结果显示:热等静压工艺可以实现闭式涡轮盘的净成形。     

高温下钛合金粉末件的压实性研究

钛及钛合金切削加工困难，切削成本非常高，因此需开发有效的制备工艺。常见的制备工艺有：铸造、锻造等。粉末冶金方法(P/M)制备的零部件成本低、机械性能比常规方法制备的产品的高。P/M工艺还可以制备形状复杂的近净形件。 P/M制备工艺中，通常采用冷等静压、无压力烧结、热压、热等静压(HIP)及P/M锻造来压实粉末。对尺寸较大的部件来说，冷等静压 烧结(或热等静压)法不如热压或P/M锻造法有效，因前者的制备周期较长。 P/M锻造 将多孔的预型件在模具中进行锻造获得较致密、晶粒尺寸小的近净形件。与常规金属锻造不同的是，多孔预型…     

热等静压生产大型粉末冶金近形产品

热等静压（HIP）是典型的近形产品加工工艺，它适于制取形状复杂的大型致密件以及内外表面均需加工的零件，只要工艺控制得当，HIP近形产品的机械性能可接近甚至超过锻件的性能，并且HIP工艺具有粉末冶金本身成本低的优点，因此HIP产品具有良好的经济效益和最佳的性能．要成功生产HIP近形产品必须严格控制每一个工艺步骤．首先要求粉末的氧含量低，杂质少，因为粉末表面的氧化物会残留在原先颗粒的边界，从而降低材料的延性、抗疲劳和冲击韧性．其次，控制粉末的堆积密度和充填密度．粉末处理和装填包套时必须避免粉末成分与粒度的偏…     

粉末冶金工艺生产近形产品

发展生产近形产品的工艺是现代材料制造业的总趋势，也是国防与民用工业的要求．近形产品生产工艺可生产几何形状复杂的高强与长寿命产品，从而减少零件的采购与设备维修．近形产品加工工艺只有体现出经济效益和为环保所接受时才能得到发展，粉末冶金工艺就是其中之一，粉末冶金近形加工工艺包括金属或粉末注射成形（MIM、PDM）、热等静压（HIP）、热压、热挤压等，从金属粉末开始直到最终产品只需少数几道工序．另一类近形粉末冶金工艺如喷射成形、快速成形等已在其它文章作过讨论．粉末冶金制取近形产品已在工业上得到了广泛的应用，…     

金属3D打印技术的研究

3D打印或增材制造是一种采用逐层材料堆积的方式直接从数字模型制造零件的新方法,被誉为"第三次工业革命"的核心技术。这种无模具的制造方法可以在短时间内生产出高精度、完全致密的金属零件。3D打印具有零件设计自由、零件复杂性、轻量化、零件整合和功能设计等特点,故金属3D打印在航空航天、石油天然气、海洋、汽车、模具制造和医疗领域中的应用受到特别的关注。首先简要介绍了金属3D打印技术的基本原理、特点及分类,然后重点介绍了几种金属3D打印技术——选择性激光烧结技术(SLS)、选择性激光熔化成形技术(SLM)、直接金属激光烧结技术(DMLS)、电子束熔化成形技术(EBM)和激光工程化净成形技术(LENS),包括技术的基本原理、优缺点及其具体应用领域。最后对金属3D打印技术的优势、目前面临的主要问题及未来发展趋势进行了总结与展望。     

激光立体成形高性能金属零件研究进展

激光立体成形技术是从20世纪80年代初期发展起来的一项先进制造技术,能够实现高性能复杂结构金属零件的无模具、快速、全致密近净成形。该技术可以用于承受强大力学载荷的三维实体金属零件的快速制造,也可应用于具有较复杂形状和较大体积制造缺陷、误加工损伤或服役损伤零件的修复。主要围绕激光立体成形技术在追逐高力学性能方面的研究工作,综述了激光立体成形研究和应用的主要进展情况。对多种合金的大量研究工作表明：激光立体成形金属零件的综合力学性能同锻件相当,导致这样优越的力学性能的主要原因在于其材料组织致密、细小、均匀,可以通过优化成形工艺和热处理工艺而获得基本上没有冶金缺陷的状态。激光立体成形技术的主要应用对象是兼顾高性能和复杂结构的金属零件的制造和修复。实现高性能修复是激光立体成形技术最近的一个引人注目的研究进展,修复零件的力学性能可以仅在简单的退火热处理状态下即达到锻件力学性能标准,这使得过去认为不可修复的高性能重要金属零件具备了现实的修复技术途径,这必将是激光立体成形技术最有前景的应用方向之一。     

选择性激光烧结金属零件的后处理

概述了选择性激光烧结(SLS)金属零件的后处理对改善结构完整性和诱导材料变形的影响.介绍了后处理液相烧结温度和时间对材料性能的影响.叙述了热等静压工艺,并论述了它在金属SLS零件中的应用.使用结果表明,热等静压适用于获得几乎全密实的零件.     

热等静压对激光选区熔化制备高温合金的影响

采用一种氩气雾化制得的新型镍基高温合金粉末,通过激光选区熔化(SLM)方法制备样品,其中激光功率为315 W,扫描速率为750 mm·s~(-1),用扫描电镜分析其横截面及纵截面组织特征;然后进行1 200℃/150 MPa/4 h的热等静压处理,随后进行固溶及时效处理,分别在650和850℃下进行拉伸试验,并分析组织及断口微观形貌;探讨热等静压和热处理分别对组织及性能的影响。结果表明,该粉末SLM工艺成形性能好,裂纹及孔洞等缺陷少,HIP处理后SLM试样内部的微裂纹得到修复,组织形貌发生改变,晶粒得到细化,且晶粒内部和晶界上析出较多MC相;HIP处理后合金高温力学性能大幅提升,其中850℃下断裂强度提升36%,达到912 MPa,伸长率提升125%,达到12.6%。该镍基粉末高温合金材料及"SLM+HIP"工艺有望应用于850℃下复杂形状的关键承载部件。     

热等静压后钛合金粉末的压实性研究

粉末冶金法(P/M)制备的Ti-6Al-4V零部件具有密度低、耐蚀、抗氧化、机械性能好等特性。虽然其价格比铁或铜的高，但还是越来越广泛地用于航空等工业部门。为降低制造成本，须开发近净形技术，P/M可制备近净形件。 P/M工艺中通常采用冷等静压、无压力烧结、烧结锻造、热压、热等静压(HIP)来压实粉末。采用HIP可获组织细小均匀、机械性能好、高质量的钛合金部件。为缩短加工时间、降低成本，用适当的有限元分析模(FEM)来预测HIP时粉末的压实性和变形是非常必要的。 韩国研究人员采用Abouaf基本中称为Abaqus的蠕变子程序来计算不同温…     

钛合金粉末热等静压近净成形成本分析

采用粉末冶金热等静压近净成形(NNS-PM-HIP)技术制备了几种典型的钛合金结构件,利用技术成本模型分析了NNS-PM-HIP工艺制备钛合金构件的经济性,并与其他成形工艺进行了对比。结果表明:随着工件尺寸的加大、复杂程度的提高,包套/模具的制作以及热等静压成为影响采用NNS-PM-HIP技术制备钛合金构件成本的主要因素。有限元模拟仿真的介入和工件的批量化生产使得NNS-PM-HIP工艺的成本显著降低。与锻造等工艺相比,工件越复杂、尺寸越大,以及原材料成本占总成本比例越低,NNS-PM-HIP工艺成形钛合金构件的优势越发突出。     

增材制造W-Ni-Fe系高比重合金的研究进展

金属增材制造技术是从20世纪90年代初期发展起来的一项先进制造技术,能够实现高性能复杂结构金属零件的无模具、快速、全致密近净成形。高比重W-Ni-Fe合金由于具有高密度、高强度和高塑性等特性,广泛应用于国防工业和国民经济领域。近年来,W-Ni-Fe高比重钨合金的增材制造受到了广泛关注。本文综述了国内外研究机构采用选区激光熔化(SLM)技术、激光熔化沉积(LMD)技术、选区电子束熔化(EBSM)技术和粘接剂喷射打印(BJP)技术4种增材制造技术制备W-Ni-Fe合金的研究进展,从成形工艺、成形件微观组织和力学性能等方面进行了分析,并对未来研究趋势做了预测。     

Ti6Al4V合金整体叶盘热等静压近净成形研究

本研究结合模具工艺与热等静压方法,整体近净成形出了复杂叶盘零件,并对模具变形、成形精度以及组织性能进行系统分析。结果表明,整体近净成形叶盘相对致密度达到99.5%。SEM结果显示:零件内部为均匀细小的α+β长条状组织,无明显孔隙和裂纹;组织致密,微观组织出现"分层"现象;同炉拉伸件抗拉强度可达920 MPa,性能优于同规模铸件,与锻件性能相当;分析断口微观形貌得出试样为韧性断裂;该方法成形零件材料利用率高,工艺成本低,成形周期较长。本研究为叶盘类零件热等静压近净成形提供了参考依据。     

快速成型技术及其在铸造中的应用(续完)--金属零件无模具快速铸造

快速成型工艺结合精密铸造技术是快速制造金属零件的主要途径。本文介绍了以选择性激光烧结(SLS)快速原型制造和真空压差铸造为基础的金属零件快速制造技术;着重描述了由SLS塑料原型快速制取陶瓷型壳并在真空压差浇注成形的工艺方法,得到了较高的零件精度和很好的零件性能;解决了新产品开发中金属零件快速制造的关键问题,同时也为快速成形技术在铸造中的应用开辟了一个新领域。     

激光快速成形IN718高温合金的热等静压处理

通过热等静压(HIP)消除了激光快速成形(LRF)IN718高温合金件的裂纹,研究了HIP处理对LRFIN718高温合金组织和性能的影响.结果表明,经过1160℃×2h/200MPa热等静压的高压、高温处理后,修复成形件的裂纹效果明显.之后进行热处理,在一定程度上提高了拉伸强度和塑性.     

热等静压成形Ti6Al4V制件的石墨控形精度与Ni耐磨涂层性能的研究

热等静压粉末近净成形技术在航空航天发动机关键零部件制造上有其独特的优势,但采用传统不锈钢或碳钢为控形型芯材料时,往往会造成制件内部变形大、控形不精准,且此类零部件成形后还需后续的表面处理,大大增加了该零部件的加工生产周期。基于此,提出了一种热等静压成形复杂结构同时完成功能层在线制备的成形方法。该方法选用石墨为控形型芯材料,热等静压前在石墨表面沉积一层耐磨涂层,使热等静压过程中预涂层原位扩散到正在成形的制件表面,实现复杂结构与功能涂层一体化成形。以Ni作为预涂层材料、Ti6Al4V为粉末成形材料,研究了石墨的控形效果及致密体成形后表面Ni涂层的耐磨性能,验证了该方法的可行性。     

SLS快速成型技术误差综合分析与提高

激光烧结快速成形零件因其精度较低而限制了它的进一步发展和应用.本文从选择性激光烧结(SLS)成型技术中的模型数据处理、烧结成型工艺、成型机系统等三个方面分析了SLS快速成型制件误差产生的原因,并提出了提高制件精度的相应措施.