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3D打印技术生产钼合金(一)

星之球科技 来源:新浪网2022-02-25 我要评论(0 )   

为了解决钼合金现有制造工艺的不足,即工艺比较复杂、生产成本较高和需要专门的模具等,研究者找出了一种新的制备钼合金工件的工艺——3D打印技术。    3D打印技术...

为了解决钼合金现有制造工艺的不足,即工艺比较复杂、生产成本较高和需要专门的模具等,研究者找出了一种新的制备钼合金工件的工艺——3D打印技术。

  


  3D打印技术又称为增材制造技术,是一种通过在三维空间中增加材料制备工件的技术,基于CAD/CAM,选用一定标准的粉末,在热源的作用下构造工件。一般来说,钼合金增材制造工艺有激光工艺和电子束工艺。

  就激光增材工艺来说,其是集精确成形和高性能成形为一体的制造技术,包括激光工程化净成形(LENS)和选区激光增材制造(SLM)技术。目前,对于激光增材制造研究较多的工艺参数包括激光功率、扫描速度、扫描间距以及扫描策略等,现在对纯钼等难熔金属的激光增材制造研究主要集中在两个方面,即孔隙抑制和裂纹抑制。

  

研究表明:对于纯钼的SLM,200W的激光功率过低,导致制备样品孔隙率高;即使通过减小层厚、舱口距离和扫描速度来增加体积能量密度,也会出现这种情况。使用400W激光机可以显著降低孔隙率。此外,难熔金属的SLM通常由于其高韧脆转变温度而导致沿晶开裂。

  研究表明:选区激光制造成形钼钴(Mo-5Co)合金的硬度、抗压缩强度优于选区激光制造成型纯钼,也比热压烧结制备的纯钼性能更优;在400℃摩擦磨损试验中摩擦系数可达0.1,耐磨性能很高;制备所得的钼合金在700℃显现出较为优良的高温抗氧化性能。通过在纯钼中添加0.45%C,减少了SLM成形过程中氧化物的生成,凝固模式由平面生长转变为柱状生长,最终组织为α-Mo周围包围网状碳化二钼,致密度提高1.9%,硬度提高65%,抗弯曲强度提高340%,添加碳元素合金化起到了改善成形过程,提升制件性能的作用。

  研究表明:选择的激光功率不同,成形钼合金试样的致密度差异会很大;激光功率较高时会产生柱状晶,且组织会趋于均细化,激光功率较低时由于致密度较低、组织粗大等原因硬度也较低,较高的激光功率成形后的试样由于组织均匀、致密度高等原因抗氧化性能也较好。


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3D打印激光激光技术
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