学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

金属粉末选区激光熔化成形工艺研究

作　者: 尹华
导　师: 白培康
学　校: 中北大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 选区激光熔化工艺参数致密度金相组织梯度材料
分类号: TF124.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 71次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

选区激光熔化技术(SLM)是一种能直接制造终端、近终端金属产品的新型激光快速制造技术。它将激光烧结技术与激光熔覆技术结合起来,能够实现高性能致密金属零件的的直接快速成形。和传统制造方法相比,它具有成型工艺简单、材料利用率高、适用性广和成型效率高等优点,并且还可以利用该技术制造功能梯度材料。但成形金属零件过程中还存在球化、裂纹、变形、翘曲、脱层等瓶颈问题亟待国内外学者的解决。本文以SLM直接成形致密的金属件为目标结合现有实验条件提出了具体的总体实验规划。以316不锈钢粉末、铝粉、镍粉、铁镍混合粉末等主要实验材料对成形件致密度进行了系统研究,以求在得到致密件的同时确定优良的SLM成形工艺参数。主要研究内容如下:(1)采用316L不锈钢粉末进行SLM实验,首先通过研究激光电流、激光脉宽、激光脉冲频率、扫描速度、扫描间距、铺粉厚度和扫描方式各工艺参数对单道扫描、单层扫描的影响,来确定SLM加工零件较佳工艺参数,为随后的块体成型奠定基础。对不同工艺参数下制备的块体试样,通过致密度测量,扫描电子显微镜分析,显微组织分析进行性能研究;通过分析,选择一组较优参数,制得致密度高且精度高的成形件。(2)对铝粉、铜粉进行SLM实验,分析粉末性能对成形质量的影响,为以后对这些粉末的成型研究奠定基础。(3)对不同比例铁镍混合粉末的SLM成形进行对比分析,初步了解镍含量对Fe-Ni系金属粉末SLM的影响。(4)利用以上实验得出的各金属粉末SLM最佳工艺参数,制得不锈钢粉末、镍粉、铁镍混合粉末的功能梯度材料试样,并对不同粉末交界处的金相组织进行分析。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1. 引言  9-22
  1.1 选区激光熔化技术概述  9-16
    1.1.1 选区激光熔化技术的基本原理  9-10
    1.1.2 选区激光熔化设备的研究现状及进展  10-13
    1.1.3 不锈钢粉末、Fe-Ni 系混合粉末以及其它材料选区激光熔化研究现状  13-14
    1.1.4 选择性激光熔化技术的应用及发展趋势  14-16
  1.2 金属粉末材料与激光相互作用  16-21
    1.2.1 金属粉末材料对激光能量的吸收  16-17
    1.2.2 能量在金属粉末中的传导  17-18
    1.2.3 金属粉末的熔化成形过程  18-19
    1.2.4 球化效应机理  19-21
  1.3 课题来源、研究内容、目的及意义  21-22
2. 实验材料、设备及方法  22-32
  2.1 选区激光熔化成形实验材料  22-23
  2.2 选区激光熔化成形实验激光器系统  23
  2.3 铺粉系统  23-24
  2.4 基板的选择  24-25
  2.5 气体保护系统  25
  2.6 实验工艺规划  25-27
  2.7 试样测试分析  27-32
3. 316L 不锈钢选区激光熔化成形实验  32-58
  3.1 单道扫描研究  32-39
    3.1.1 激光电流对单道扫描线线宽、线高及外观形貌的影响  32-34
    3.1.2 激光脉冲宽度对单道扫描线线宽、线高及外观形貌的影响  34-35
    3.1.3 扫描速度对单道扫描线线宽、线高及外观形貌的影响  35-36
    3.1.4 激光频率对单道扫描线线宽、线高及外观形貌的影响  36-38
    3.1.5 粉末厚度对单道扫描线线宽、线高及外观形貌的影响  38-39
  3.2 单层扫描研究  39-46
    3.2.1 不同工艺参数下单层扫描层外观形貌  40-43
    3.2.2 工艺参数对单层扫描层宽度和高度的影响  43-46
  3.3 块体成形  46-56
    3.3.1 致密度分析  47-50
    3.3.2 金相组织分析  50-53
    3.3.3 扫描电子显微镜分析  53-55
    3.3.4 力学性能测试  55-56
  3.4 烧结成型零件  56-57
  3.5 本章小结  57-58
4. 其它金属粉末选区激光熔化成形实验  58-64
  4.1 铝粉和铜粉选区激光熔化成形  58-59
  4.2 Fe-Ni 系金属粉末选区激光熔化成形实验研究  59-60
  4.3 SLM 方法制备功能梯度材料  60-63
  4.4 本章小结  63-64
5. 结论  64-65
参考文献  65-69
攻读硕士期间发表的论文  69-70
致谢  70

金属粉末选区激光熔化成形工艺研究

内容摘要

全文目录

相似论文