金属零件激光直接成形

本文采用316L不锈钢和镍基高温合金进行了激光直接成形实验,系统研究了不同工艺参数对成形性能的影响规律;成形件内部组织致密,由生长方向不一的细长枝晶组成,并呈现出典型的外延生长特点;对成形过程熔池氧化对成形的影响进行了分析。     

激光直接快速成形金属零件的机理分析

以Cu粉和Sn粉的混合粉末为对象分析双组元金属粉末的激光烧结成形机理,分析了材料特性和工艺参数对成形机理的影响,设计了双组元金属粉末的烧结机理实验,并对实验结果进行了分析。     

激光直接烧结成形金属零件的实验研究

分析了激光熔池的动态快速冷凝及“球化”效应机理，基于此采用激光烧结直接成形工艺对铁粉和Ni45合金粉末进行了一系列的激光烧结实验。结果表明,直接烧结单组元铁粉易出现翘曲变形和“球化效应”，成形质量不高，即使调整工艺参数获得多层烧结件，但致密度较低;而在基体上烧结Ni45合金粉末,在合适的工艺参数下获得了致密组织较好的多层烧结件，内部组织细密均匀，表面光滑平整，且与基体结合牢固。     

激光快速成形金属零件的残余应力

激光快速成形技术是近几年国际上广泛关注的一种先进的实体自由成形技术 ,能够直接成形高性能的致密金属零件 ,具有无模具、短周期、低成本、市场响应快等特点。本文简要分析了激光快速成形件残余应力的形成机理及分布规律 ,概述了残余应力对成形件力学性能结构尺寸、实际使用等方面的影响 ,探讨了实验测定残余应力的方法及调整和消除残余应力的有效手段等     

激光直接制造镍基高温合金零件成形工艺的研究

本文研究了激光直接制造镍基高温合金FHG95的工艺。通过不同的参数搭配共进行 314个试样的实验 ,按照一定标准 (宽度波动小于 5 %,单层熔覆厚度大于 0 .2mm ,表面没有粉末黏着 )选取成形效果较好的试样 ,分析总结了选择优化工艺参数的规律。分析了功率密度、送粉速度、扫描速度单独作用的机理和相互配比的方式 ,提出了送粉量承载率的概念 ,同时给出如何针对不同的熔覆层宽度、厚度选取工艺参数的方法。按照该工艺方法激光直接成形的镍基高温合金零件晶粒细小、组织致密 ,而且各元素含量与粉末相同 ,没有偏析。当熔覆基体尺寸为 2 0 0× 15 0× 2 5mm的低碳钢板时 ,激光功率密度应该在15 0 - 2 0 0W /mm2 ,扫描速度在 0 .2 - 0 .3m/min ,每瓦激光所能承担熔覆的合金粉末为 0 .0 2 g/min。当加工薄壁零件时 ,熔覆速度应大于 0 .5m/min ,单层熔覆厚度约为 0 .1mm。     

激光净成形制造金属零件过程稳定性研究

研究了金属零件的激光净成形过程的稳定性，利用闭环控制系统对成形过程进行实时监测和闭环控制，并通过该系统研究了工艺参数对成形过程的影响，发现当实际堆积厚度大于预设的堆积厚度时，成形过程能够自动维持在稳定的状态;而当实际堆积厚度小于预设的堆积厚度时，实际堆积厚度将逐渐减小，因而成形过程逐渐偏离稳定状态，最终导致成形过程无法继续进行。通过实验设计系统研究了工艺参数对成形特性的影响规律，并在实验过程中进行闭环控制，实时调整预设堆积厚度与实际堆积厚度相等，得到了最大堆积厚度的传递函数。参考传递函数合理选择工艺参数，成功制造出了具有很好宏观外形和表面质量的镍基高温合金零件。     

金属粉末选区激光烧结技术研究现状

介绍了选区激光烧结技术的原理、特点,简述了选区激光烧结金属粉末的两种典型成型工艺原理,分析讨论了这两种工艺的特点以及存在的问题,展望了选区激光烧结技术的前景。     

天然鳞片石墨选择性激光烧结成形工艺研究

研究不同的酚醛树脂加入量、不同粒径的石墨粉末以及包覆预处理次数对石墨成形件的抗弯强度和成形精度影响,分析其变化规律,揭示石墨增材制造成形机理.研究发现:石墨成形件的抗弯强度、成形误差随着酚醛树脂粉末加入量的增加而增大;与-325目、-200目和-150目相比,用-100目天然鳞片石墨粉末与酚醛树脂粉末按6∶4的质量比制...     

Fe-C混合粉末激光烧结成形致密度分析

分析了金属粉末激光选区烧结成形过程致密化机制。选择不同的参数对Fe-C混合粉末进行了激光烧结成形实验,根据烧结件微观结构分析了金属粉末的致密化机制,根据致密度数据分析成形参数与致密度的关系建立了数学模型。结果表明,Fe-C混合粉末在低功率激光作用下部分粉末熔化形成液相,在液相的参与下粉末通过重排、溶解沉淀导致致密化。成形参数对致密度的影响归结于烧结过程中产生的液相量,激光功率的增加、扫描间隔的减小、扫描速度的降低和切片层厚的减少都会提高烧结件的致密度。     

激光快速成型金属零件的新方法

简要介绍了两种用激光快速成型金属零件的新方法及其特点,指出了目前存在的问题和发展前景。     

石油化学阀门激光熔覆层凝固组织控制的研究

用5kW横流CW CO2激光器在1Cr18Ni9Ti与Cr18Ni12Mo3Ti阀门零件上熔覆NiCrFeBSi合金，得到了厚2～3.5mm、表面平整光滑和组织细密的合金熔覆区，并结合熔覆试验分析探讨了激光熔覆层快速凝固过程中的凝固组织及组织控制方法。     

激光快速柔性制造金属零件基本研究

为激光熔覆快速柔性制造金属零件(LRFM),研制了一种新型的同轴送粉喷嘴,制造了一些简单形状的NiCrSiB合金零件,研究了这些金属零件的微观组织、成分均匀性、硬度分布和抗拉强度。要提高激光熔覆快速制造零件的精度必须保证制造过程的稳定性,因而对整个制造过程的主要影响因素进行闭环控制。     

激光冲击抗金属疲劳断裂的激光参数优化试验研究

描述了激光冲击参数对２０２４－Ｔ６２铝合金疲劳寿命的影响．当激光脉宽为５０ｎｓ时．试件表面产生有害的热损伤，疲劳寿命无显著性差别．当激光脉宽为１３ｎｓ时．试件表面未产生足够的塑性变形，疲劳寿命提高幅度不大．当激光脉宽为３０ｎｓ时，试件表面形成微凹致密的光亮冲击区．疲劳寿命获得大幅度提高，在９５％的置信度下．激光冲击试件的中值疲劳寿命是来冲击试件的４．２～８．１倍．     

激光熔覆钴基合金组织及其抗腐蚀性能

采用CO2 激光在 2Cr13不锈钢表面熔覆Co基合金 ,对熔覆层的组织结构及腐蚀性能进行了研究。结果表明 ,选择合适的激光辐照工艺参数 ,可获得性能优异的Co基合金熔覆层。熔覆层的组织为极其细密的枝晶组织 ,由于熔覆层富含Co ,Cr等合金元素 ,因而与 2Cr13不锈钢相比 ,同一电位下Co基合金在 2 3℃ 3 5 %NaCl盐溶液中腐蚀电流密度减小一个数量级。PbSO4盐热腐蚀试验结果表明 ,大量的Co ,Cr促进了CoO ,CoO·Cr2 O3致密保护膜的形成 ,因而熔覆层表现出优异的高温腐蚀性能。     

铝合金表面激光熔覆SiC/金属基复合涂层的组织与性能研究

采用 ２ｋｗ的 Ｎｄ： ＹＡＧ激光器,在铝合金基体表面用预置法分别激光熔覆 ＮｉＣｒＡｌ／ＳｉＣｐ（颗粒）、ＮｉＣｏＣｒＡｌＹ／ＳｉＣｐ、ＮｉＣｏＣｒＡｌＹ／ＳｉＣｗ（晶须）复合粉末,获得了厚度约为 １ｍｍ的耐磨涂层。借助Ｘ射线衍射及电子探针,对不同涂层的显微组织作了对比分析,并测试了其显微硬度及耐磨性。结果表明由于细晶强化、固溶强化及未熔ＳｉＣ的弥散强化作用,与基体相比涂层硬度提高了４～５倍,耐磨性能提高了２～５倍。     

30CrMnMoTi钢表面激光熔覆NiCrBSi涂层的组织及耐磨性研究

利用YAG激光器,采用预置粉末法在30CrMnMoTi钢表面制备NiCrBSi涂层.借助扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了涂层微观组织和物相组成.结果表明:在优化的工艺参数下,激光熔覆的Ni基涂层致密,无明显气孔、裂纹等缺陷;组织形貌从结合区到表层依次为:平面晶→树枝晶→较小树枝晶和等轴晶;物相主要由γ-(Ni,Fe)、Ni3B、CrB、M7C3和M23C6相组成.Ni基涂层硬度最高可达830HV0.2,其耐磨性能明显优于基体.     

激光表面熔铸钴基合金涂层耐磨性的研究

研究了GH33高温合金表面激光熔铸钴基合金涂层对耐磨性的影响。磨损试验表明，熔铸层耐磨性较基体金属提高3倍以上，借助SEM、EMPA、X射线衍射等手段对复合涂层磨损机理进行了探讨。     

316L不锈钢粉末选区激光熔化成型致密化研究

为了研究选区激光熔化所加工的316L不锈钢成型件的致密度与工艺参量之间的关系,在自主研发的选区激光熔化成型设备DiMetal-280上,采用316L不锈钢粉末,用层间互错扫描方式以及不同扫描间距、扫描速率和扫描功率成型若干样块;在显微镜下观察样块形貌加以分析,并采用排水法测试样块致密度。结果表明,在合适工艺范围内,采用层间互错扫描方式有利于提高致密度;随着扫描间距的增大,熔道间搭接方式发生变化,致密度会减小;当扫描速率过小或过大时,致密度会减小;在加工初期时的实际铺粉厚度的变化也会导致致密度减小。该研究为进一步提高316L不锈钢选区激光熔化成型件的致密度奠定了基础。     

基于形态优化的激光快速成型产品设计系统

产品形态是吸引消费者购买产品的重要原因之一,为缩短产品研发周期优化产品设计,研究基于形态优化的激光快速成型产品设计系统。利用形态分析法获取产品形态设计要素,通过眼动追踪技术统计产品形态的眼动数据,采用方差法提取与产品形态关联度高的眼动数据,从而建立眼动追踪数据与设计要素的关系模型,获取形态优化设计结果。根据设计结果运用数据处理软件采集并处理产品数据,并通过反求软件将产品以三维CAD模型形式展示,对三维CAD模型实施切片与程序处理获取产品数控代码,利用激光快速成型技术加载数控代码制作出三维产品。实验结果表明,采用该系统方法可获取用户满意度较高的形态优化产品设计方案,设计效果逼真,且最终设计产品精度均在99%以上,充分验证了该系统的有效性。