50Mn2V金刚石锯片激光焊接过渡层粉末的研制(下)

介绍了自主研发的A激光焊接过渡层粉末的设计性能指标、制备方法和基本参数,测试了A粉末烧结试样块的机械性能,检测了A过渡层、国外某公司过渡层与50M n2V钢基体的激光焊接强度。焊接强度测试结果表明:在780℃~880℃常用烧结温度范围内,A过渡层可以与不同的工作层配合使用,比国外某公司过渡层具有更高的安全性和稳定性,焊接强度达到并超过BS En13236:2001安全标准。A激光焊接过渡层粉末可以替代国外进口的激光焊接过渡层粉末。     

激光焊接金刚石工具过渡层预合金粉末的试验研究

目前可以用于制备激光焊接金刚石工具过渡层粉末的方法主要有机械混合法、雾化法和化学共沉淀法。化学共沉淀法生产的粉末成分均匀,实现了粉末的预合金化,并且设备简单,生产成本低。此次试验采用草酸盐化学共沉淀法,成功制备了3种不同成分的激光焊接金刚石工具过渡层预合金粉末。焊接强度测试表明,3种粉末的焊接强度均满足欧盟EN13236安全标准,其中2#粉末的焊缝强度最高。X射线物相分析结果表明,3种粉末的主相都是Co3Fe7和CoFe。此外,固定Fe与Co的质量比,加入2wt.%的铜可以有效提高预合金粉末过渡层的焊接强度和稳定性。这是因为,Cu原子完全溶入到Co3Fe7或CoFe晶胞中并形成固溶体,产生了固溶强化。     

激光焊接金刚石工具过渡层配方设计初步研究

采用预合金焊接层粉NEXT300替代工作层粉A中难烧结成分的方式设计过渡层粉G1~G4,以预合金焊接层粉NEXT300、单质Cu粉及预合金粉B混合的方式设计过渡层粉G5、G6,通过分层试样抗弯强度试验进行层间结合影响因素研究。试验结果表明:工作层强度与整体分层结构设计对于整体强度起决定性作用,过渡层仅起辅助改善作用。     

选择性激光烧结用尼龙6粉末的性能研究

通过溶剂沉淀法制备了用于激光烧结的尼龙6粉末,得到粉末的表观密度为0.457 g/cm~3。对粉末进行逐级筛分,得到150～200目间的粉末最多,其质量分数达70%,粒径比较集中在65～100μm。在SEM下观察到粉末的球形度良好,微粒表面较为密实。XRD的测试结果计算粉末的结晶度为64.55%。在DSC下测试得到的结晶温度191.53℃,熔融温度为220.02℃,加工温度范围在194.68～208.69℃,粉末材料进行选择性激光烧结后的成型件的拉伸强度为45.2 MPa、弯曲强度为65.8 MPa、冲击强度为9.4 kJ/m~2。     

聚苯乙烯/改性滑石粉选择性激光烧结弯曲强度的实验研究

采用钛酸酯偶联剂对滑石粉进行表面改性处理,通过机械混合法制备出聚苯乙烯(PS)/改性滑石粉复合粉末,在预热温度为85℃和8层网格支撑等条件下,采用正交试验法,研究了单层厚度、扫描间距、激光功率和扫描速度等对烧结件弯曲强度的影响。结果表明,钛酸酯偶联剂上的官能团已与滑石粉表面的活性物质发生了化学反应,达到了改性滑石粉的目的;在所研究的工艺参数中,烧结件的弯曲强度受激光功率的影响最大,受单层厚度的影响最小;最佳的工艺参数组合为:单层厚度为0.18mm、扫描间距为0.28mm、激光功率为27W和扫描速度为1200mm/s,此时烧结件的弯曲强度可达到15.27 MPa。     

PS/ABS复合粉末选择性激光烧结工艺参数的实验研究

针对选择性激光烧结件力学性能和尺寸精度差的问题,通过机械混合法制备了聚苯乙烯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(PS/ABS)的复合粉末。在预热温度85℃、8层网格支撑等条件下,采用单因素实验法研究激光功率、扫描速度、扫描间距和单层厚度对烧结件强度和相对误差的变化规律,并用正交试验对工艺参数进行优化。结果表明,烧结件的弯曲强度随着激光功率的增加而提高,随扫描速度、扫描间距和单层厚度的增加而降低。Z向尺寸相对误差随着激光功率的增加而增大,随着扫描速度、扫描间距和单层厚度的增加而减小;由极差分析可知,激光功率对PS/ABS烧结件弯曲强度和Z向尺寸相对误差的影响最大;最优的工艺参数组合为:激光功率30 W、扫描速度1 200 mm/s、扫描间距0.32 mm和单层厚度0.26 mm,此时烧结件的弯曲强度为7.85 MPa,Z向尺寸相对误差为1.30%。     

石墨/聚醚砜树脂复合材料的激光烧结工艺和力学性能研究

采用石墨/聚醚砜树脂(PES)复合材料,通过选择性激光烧结技术,制作具有导电、导热和自润滑性能的烧结制件。首先通过单层烧结实验确定粉床的预热温度,然后以不同的组分配比和激光功率进行激光烧结实验,获得拉伸试样和弯曲试样,进行了力学性能测试。通过扫描电镜对复合粉末及拉伸试样断口进行显微组织观察,分析不同组分配比和激光功率对烧结制件显微组织及拉伸、弯曲强度的影响。结果表明,石墨/PES复合材料可用于选择性激光烧结,随着石墨粉质量分数的增加,烧结制件的拉伸、弯曲强度逐渐降低;随着激光功率的增大,烧结制件的拉伸强度逐渐增大,弯曲强度在25 W时达到最大值。     

Mn元素对Fe-Co基激光焊过渡层焊接性能的影响

在激光焊金刚石工具设计中,刀头的过渡层设计不仅需要保证其与基体具有较高的焊接强度,且需考虑与刀头工作层材料的相容性和工艺性。文章以Fe-Co基激光焊过渡层为研究对象,研究Mn对其激光焊接性能的影响。试验结果表明:随着Mn含量的增加,激光焊缝、过渡层的硬度会出现相反的变化趋势,激光焊缝的硬度渐升,而过渡层硬度渐降低,且随着Mn含量的提升,激光焊接强度则是先升后降。当Mn含量1%时,焊缝断裂形式为脆性断裂,而当Mn含量在1%～1.5%时,焊缝断裂形式为韧性断裂,Mn含量为1.5%时,激光焊缝内残留气孔的数量最低,焊接强度最高;随着Mn含量的增加,激光焊缝的组织由珠光体+上贝氏体,逐渐转变为上贝氏体+马氏体,而且马氏体组织的含量显著增加;当Mn含量为1.5%时,马氏体组织晶粒比较细腻,而当Mn含量为2%时,马氏体组织晶粒比较粗大,使得焊接强度有所降低。     

工艺参数对PS/改性滑石粉SLS烧结件力学性能的影响

利用硅烷偶联剂KH560对滑石粉进行表面改性,之后将其与聚苯乙烯(PS)粉机械共混,制备PS/改性滑石粉复合粉末。在预热温度85℃和8层网格支撑等条件下,采用选择性激光烧结(SLS)工艺将粉末制备成烧结件。采用扫描电子显微镜观察了滑石粉与PS的界面,发现通过对滑石粉进行表面改性,不仅可以使其均匀地分散于PS粉中,而且两者的相容性也得到了改善。通过正交实验法研究了SLS工艺参数对PS/改性滑石粉烧结件力学性能的影响。利用极差分析法与综合平衡法得到了多指标下的最优工艺参数组合,即单层厚度0.18 mm,扫描间距0.28 mm,激光功率27 W,扫描速度1 200 mm/s,此时PS/改性滑石粉烧结件的拉伸强度为4.29 MPa,弯曲强度为14.4 MPa,冲击强度为4.4 k J/m~2,相比纯PS粉烧结件分别提高了4.9%,10%和56%。     

GF/碳酸钙复合改性PS选择性激光烧结实验

针对选择性激光烧结工艺中聚苯乙烯(PS)粉末烧结件强度不足的缺点,通过添加玻璃纤维(GF)粉末和碳酸钙粉末制备PS/GF/CaCO_3复合粉末来提高烧结件强度。采用单因素实验法、弯曲强度测试和扫描电子显微镜分析探索了PS/GF/CaCO_3复合粉末烧结件成型的不同工艺参数范围,研究了不同工艺参数对烧结件弯曲强度的影响。结果表明,分层厚度在0.18~0.22 mm范围内,扫描间距在0.25~0.29 mm范围内,扫描速度在1 500~1 800 mm/s内可以确保PS/GF/CaCO_3复合粉末烧结件成型;分层厚度为0.18 mm,扫描间距为0.25 mm,扫描速度为1 500 mm/s时,PS/GF/CaCO_3复合粉末烧结件弯曲强度最高,可达10.94 MPa;在PS/GF/CaCO_3复合粉末烧结件成型的工艺参数范围内,随着分层厚度、扫描间距、扫描速度的增大,弯曲强度降低。