近α钛合金粉末选择性激光熔化成形研究

利用光学显微镜、扫描电镜等手段分析了选择性激光熔化（Selective Laser Melting,SLM）钛合金成形单道、单层及块体成形规律。采用不同激光功率与扫描速度的组合进行成形,研究了激光功率、扫描速度对单道熔池形貌及宽度的影响规律;通过单层试验,研究了扫描间距与熔池形貌的关系;通过块体试验,研究了致密度与线能量密度的关系,确定了最优工艺窗口。     

金属粉末床粘结剂喷射3D打印关键问题的研究现状与展望

针对金属粉末床粘结剂喷射3D打印技术存在薄层铺粉难、粘结剂不匹配、初坯及烧结件密度低等问题,首先从原材料特征、铺粉机构及数值模拟等方面总结当前粉末铺展研究现状;接着阐述了粘结剂与粉床作用、粘结剂类型和性能以及残留问题的研究进展,指出优化粘结剂体系、限制残留物,有利于提升粘结剂喷射成形金属零件性能;然后介绍了烧结和浸渗等当前常见致密化方法,指出致密化过程中需考虑变形和精度控制,并通过热等静压、固溶和时效等后处理方法对零件孔隙及相组成进行调控;最后指出高精度、高性能和难成形材料打印是未来发展趋势。     

基于选择性激光熔化的微多孔表面成形工艺研究北大核心

微多孔表面能够强化沸腾传热,具有广阔的工业应用前景,采用选择性激光熔化(Selective laser melting,SLM)成形微多孔表面是一种新型微多孔表面制造方法。主要研究了在SLM过程中扫描间距和激光功率对316L不锈钢粉末成形微多孔表面结构的影响。结果表明:0.3~0.5 mm扫描间距成形的微多孔表面的孔隙为规则通孔,且孔内壁存在大量粉末粘结,可形成大量潜在汽化核心;采用180~240 W激光功率和0.2~0.5 mm扫描间距,可获得水力直径为78.9~410.5μm、孔隙率为11.6%~50.2%的微多孔表面。采用去离子水进行沸腾传热实验,240 W激光功率、0.5 mm扫描间距成形的微多孔表面的起始沸腾温度为104℃,临界热流密度为150 W/cm^2,具有明显的沸腾传热强化效果。     

钡泥治理的初步研究及应用

一、前言钡盐是无机盐类产品中用途较广、产量较大的一种,但无论是氯化钡、碳酸钡,还是硫酸钡的生产,都不可避免地要产生大量泥渣——钡泥,由于钡泥中多含有少量水溶性钡或酸溶性钡,如不进行处理,既浪费了钡资源,同时也严重污染环境。     

选择性激光烧结不锈钢零件冷等静压宏观变形与微观特征

采用修正的Cam-Clay模型,在ABAQUS软件中实现了对选择性激光烧结零件冷等静压过程的有限元模拟。通过冷等静压实验获得了材料的硬化曲线。并将实验结果与模拟结果进行比较,两者符合得较好,说明所用的模型适用于不锈钢粉末的冷等静压过程。通过正交实验对模型参数的敏感性进行分析,结果表明硬化规律是影响实验结果的最重要因素。通过模拟可以为产品的尺寸和形状设计提供有益的指导,并且可推广到更复杂零件的模拟。     

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。     

选择性激光烧结制件冷等静压工艺及模拟

为了提高选择性激光烧结制件的相对密度,使用冷等静压进行致密化。在Drucker-Prager-cap模型的基础上对选择性激光烧结制件的冷等静压过程进行数值模拟,并对模拟结果进行了理论分析和实验验证。结果表明,通过冷等静压工艺可使选择性激光烧结制件的相对密度明显提高,制件收缩比较均匀,典型尺寸的实验结果与目标尺寸的误差在0.41mm以内,模拟结果与实验比较符合。对选择性激光烧结制件进行冷等静压处理,拓展了粉末激光快速成形技术的应用领域,为其应用于工程实际奠定了技术和实验基础。     

激光能量密度对激光选区熔化Cu-Al-Ni-Ti合金相对密度、微观组织和力学性能的影响

采用激光选区熔化技术(Selective laser melting,SLM)成形制备了不同工艺参数下Cu-Al-Ni-Ti铜基形状记忆合金试样。用排水法测试了块体试样的相对密度,对试样进行了显微组织分析和热分析,测试了拉伸试样在不同温度下的力学性能和测试试样的形状记忆性能,研究了激光能量密度对相对密度、显微组织和常温力学性能的影响规律。结果表明:块体试样的相对密度随激光能量密度的增大先增大再减小,试样的相对密度最大值达99.9%;当激光能量密度适中时(107J/mm3),熔化道连续且无明显缺陷,激光能量密度过低或者过高,试样会产生熔化道不连续或者球化等缺陷;拉伸试样的常温拉伸性能随激光能量密度的增大先增大再减小,常温下试样最大抗拉强度和延伸率分别为541MPa和7.63%。在300℃下试样的抗拉强度提升至最大为611MPa,延伸率提升至10.78%。试样的马氏体相变开始温度Ms约为83℃,结束温度Mf约为40℃,形变回复率接近90%。     

激光选区熔化成形CuZnAl形状记忆合金工艺研究

利用激光选区熔化技术制备了铜基形状记忆合金块体,并初步探索了不同激光体能量密度对于合金致密度、相组成、微观组织形貌及力学性能的影响。发现随着激光体能量密度的增加,致密度先增加后减少。试样中β相的含量随着激光体能量密度的增加而减少,当激光体能量密度达到194.4 J/mm~3时,β相完全消失,只剩下单一的α相。显微组织观察显示,采用激光选区熔化技术制备的块体中存在的α相呈现规则的层片状,不同于铸造组织中形成的长条状α相。受到孔隙率的影响,拉伸强度随着激光体能量密度的增加而增加,最高拉伸强度可达328.3MPa;而由于相组成的改变,显微硬度随着激光体能量密度的增加而降低。     

热等静压包套变形与粉末致密化的研究

根据粉末塑性变形理论,采用MSC.M arc软件完成了316不锈钢粉末热等净压成形过程的有限元模拟.重点分析了热等静压成形过程中致密包套沿径向和轴向的形变过程及其内部松装粉末的致密化规律.为了验证模拟结果,完成了测试样件的实物实验.为了更精确的结果比较,在样件的不同位置上选取了测试点.对比分析模拟和试验对应点的研究结果表明,径向位移的模拟结果偏小,相关点误差达到-5.33%、-13.64%;而轴向位移的模拟结果偏大,相关点的误差达到了7.43%、3.14%和4.57%;两者变形体积的相互抵消致使致密度模拟误差约为4.23%~6.45%。研究结果还表明,对于简单的柱状形包套采用有限元模拟的方法,可以形象、准确描述包套的形变以及粉末的致密化过程,此方法可以为复杂结构包套的研究提供参考,从而实现热等静压过程的精确控形.