激光选区熔化316L不锈钢的组织与性能

使用自行制备的316L气雾化粉末和选区激光熔化设备,制备了316L不锈钢试样,并获得了优化工艺参数。结果表明,扫描间距对试样的致密度和性能有明显影响。在激光功率280 W、扫描速度950 mm/s、扫描间距0.1 mm时,能实现致密316L不锈钢的打印成形,获得的试样抗拉强度达到636.1 MPa,伸长率达39.5%,无缺口冲击值达172.0 J。

微波加工普洱茶技术及设备研究

针对目前普洱茶加工业的快速发展,探讨了利用微波技术对普洱茶进行加工的机理及微波技术在对普洱茶进行杀青、干燥中的应用,并对用于加工普洱茶的微波生产设备提出了设计思路与方法.

热处理课程在高校工程训练中的重要地位

大多数院校均设立了工程训练中心等实习场所,培养学生基础技能与实践能力,但在工程训练中热处理课程的开展水平却良莠不齐。本文对热处理课程开展现状进行了调研,指出热处理课程在高校工程训练中的重要性,同时对热处理课程体系进行阐述,并对如何开展好热处理实训提出建议。

基于图像处理与数值仿真辅助的电弧增材成形研究

为解决Fronius CMT TPS3200焊接电源提供的焊接模式(CMT或CMT+Pulse)与增材策略(单向或往复路径)的选择问题,在相同线能量密度条件下,基于不同模式的单道单层优质焊道成形,探索了单道多层的层宽、层高变化规律,并结合图像处理与数值仿真评价单道10层的增材试验。研究发现,针对焊道成形,CMT+Pulse模式与CMT模式分别从第4层和第3层开始趋于稳定。为优选扫描策略,通过顶层焊道成形和数值仿真结果对比,确定了往复路径优于单向路径。在往复路径下,CMT模式的焊道成形均优于CMT+Pulse模式。研究结果表明,CMT模式率先达到散热稳定条件,结合优选往复路径,在焊道成形方面具有优势,为后续电弧增材奠定了基础。

依托工程训练中心优质资源构建大学生创新平台

对高校工程训练中心的基本资源配置进行了分析。为培养学生的实践技能与创新能力,工程训练中心要有专兼职教师队伍、独立场所、先进的制造设备与工艺、计算机辅助系统、网络信息平台等优质资源。提出构建大学生创新平台的主要措施:建立多层次教学体系、建设高水平的师资队伍、组建学生创新团队、争取资源扶持以及建立有效的激励机制。

激光功率与扫描速度对选区激光熔化钴铬合金组织性能的影响

目的明确选区激光熔化钴铬合金中激光线能量密度、激光功率和激光扫描速度对成形件组织、性能的影响,探究优化工艺参数的方法。方法基于ANSYS有限元软件模拟选区激光熔化过程中熔池尺寸的基础上,通过金相显微镜分析了熔池尺寸和显微组织,电子背散射衍射分析了晶粒尺寸,使用力学试验机和洛氏硬度计研究了试样的力学性能。结果随着线能量密度降低,成形件的熔池尺寸、晶粒大小、冷却速度和力学性能降低。但在激光线线能量密度为0.242 J/mm的条件下,扫描速度为1200 mm/s时成形试样的致密度为98.7%,抗拉强度为867 MPa,延伸率为6.5%,其力学性能均高于扫描速度为950 mm/s时成形的试样,与线能量密度更高的0.263 J/mm成形条件下250 W+950 mm/s的成形试样力学性能相近。结论激光线能量密度是影响选区激光熔化钴铬合金熔池尺寸和组织性能的关键因素,但熔池尺寸与激光线能量密度没有线性关系。相同的线能量密度下,增加激光扫描速度,有利于获得大的熔池尺寸和冷却速度,提高成形件的致密度和降低晶粒尺寸,最终使成形件力学性能提高。

选区激光熔化制备颗粒增强金属基复合材料的研究进展

选区激光熔化是一种使用聚焦高能激光束熔化粉末,逐层叠加成形零件的增材制造方法。选区激光熔化可以直接制备复杂结构零件和实现近净成形,能够方便地通过粉末预混添加或原位反应实现颗粒增强金属基复合材料的控形控性,具有独特的技术优势,受到广泛关注。本文综述了选区激光熔化制备颗粒增强金属基复合材料的研究进展,总结了主要研究结果及存在的共性问题,并展望了选区激光熔化制备颗粒增强金属基复合材料的研究方向和发展趋势。通过总结分析,指出选区激光熔化制备颗粒增强金属基复合材料时,聚焦激光作用下形成的高温微小熔池凝固时间短,远远偏离平衡状态,凝固过程复杂,增强颗粒与基体间冶金反应剧烈,容易熔化、分解和溶解并对基体特性产生影响,进而影响成形后的复合材料的宏观形貌和组织、性能。除增强体成分、颗粒形貌与尺寸、体积分数外,复合材料的性能还受激光功率、扫描速度、扫描间距、粉层厚度、成形气氛等工艺参数的影响,粉末特性与工艺参数之间的交互作用复杂。因此,考察工艺参数与粉末特性之间的交互作用关系,系统研究增强体颗粒特性与成形工艺参数对复合材料宏观形貌、致密度、缺陷、组织和性能的影响规律,是实现复合材料组织结构设计和性能调控的基础。

空间结构增强铜基复合材料的摩擦磨损特征

为实现铜基复合材料性能的有效调控,采用激光选区熔化成形制备了单元尺寸分别为5.00、3.75、2.75、1.75和0.75 mm的18Ni300空间结构增强体,然后在挤压铸造条件获得了具有不同增强体分布的18Ni300空间结构增强铜基复合材料.研究了复合材料的微观组织、硬度、摩擦磨损性能和磨损表面形貌.结果表明:随着空间结构单元尺寸的减小,复合材料增强体体积分数不断增加,硬度和耐磨性提高.结构单元尺寸为0.75 mm时,复合材料增强体体积分数为13.35%,硬度达到HBW120,为铜基体硬度的1.71倍;载荷40 N、线速度0.75 m/s、磨损时间25 min条件下的体积磨损量为35.4 mm^3,比铜基体磨损量降低58%.由于增强体的作用,复合材料的磨损机制由纯铜的黏着磨损转变为磨粒磨损.

选区激光熔化金属表面成形质量控制的研究进展

选区激光熔化是目前应用广泛的金属增材制造方法,能够实现复杂精密金属件的成形。但是,由于技术原理的限制,选区激光熔化金属表面与切削加工表面相比,成形质量仍然存在较大差距,影响了这一方法的进一步应用。如何提高表面成形质量,是目前选区激光熔化金属成形领域重要的研究方向。介绍了选区激光熔化成形原理,分析了影响选区激光熔化金属表面成形质量的因素,总结了目前选区激光熔化金属表面成形质量的控制方法及相关研究进展。指出合理地布置成形件位置、避免将成形质量要求高的轮廓面设置为第三类表面、优化扫描工艺参数,是控制和提高选区激光熔化金属表面成形质量的主要途径。

微波干燥普洱茶对茶多酚的影响

以普洱茶为原料,通过对传统与微波两种干燥条件下加工的普洱茶中茶多酚含量的测定,对比分析后表明微波短时干燥对普洱茶中茶多酚的含量影响很小,可以应用微波对普洱茶进行干燥加工。

造粒烧结WC颗粒对选区激光熔化18Ni300基复合材料微观组织及冲击韧性影响研究

为明确低成本WC颗粒增强钢基复合材料的组织演变过程和使用安全性,以造粒烧结球形WC颗粒为增强相,通过选区激光熔化制备了颗粒增强18Ni300钢基复合材料,研究了增强体体积分数对材料组织和冲击性能的影响。结果表明,WC颗粒加入量是影响材料致密度、成形质量和冲击韧性的主要因素,WC颗粒部分溶解导致基体中W、C含量增加,α-Fe相转变被抑制,晶粒尺寸发生改变。随着WC含量的增加,基体组织逐渐转变为γ-Fe相,晶粒尺寸增大。WC质量分数从0%增加到20%时,试样平均冲击值从为49.25 J下降为8.50 J,断口逐渐转变为脆性断裂形貌。

热处理对选区激光熔化钴铬合金组织与性能的影响

为明确热处理对选区激光熔化(SLM)钴铬合金成形件组织、性能的影响,利用OM、SEM、XRD、EBSD、EPMA、力学性能和电化学测试研究了激光功率为290 W、扫描速度为950 mm/s下SLM成形的钴铬合金在1150℃保温6 h的热处理前后的微观组织和性能变化。结果表明,钴铬合金成形件经过热处理后,典型熔池形貌消失,可在晶界和晶内观察到明显析出的碳化物,晶粒由粗大的柱状晶转变为细小的等轴晶,耐腐蚀性能降低,硬度变化较小,而伸长率提高约30%。通过热处理可以获得均匀的微观组织,提高γ相的体积分数,提升成形件的塑性,但会降低成形件电化学腐蚀性能。

热累积效应对选区激光熔化钴铬合金组织和性能的影响

为研究选区激光熔化成形过程中热累积效应对0°和90°两种构建方向性能的影响,在ANSYS模拟熔池尺寸和热累积效应的基础上,通过试验分析0°和90°两种构建方向的熔池尺寸、致密度、XRD、微观组织和力学性能的差异。结果表明,在相同体能量密度条件下,垂直构建成形件的热累积效应要高于水平构建成形件,使其熔池尺寸和γ相含量高于水平构建成形,进而使两种构建方向成形件致密度和力学性能产生差异;同时,由于热累积效应的影响,垂直构建成形件的γ相含量随成形高度的变化而变化。

纳米TiC改性对选区激光熔化铜成形的影响

为减少选区激光熔化铜成形过程中铜粉对激光的反射,提高激光吸收率和成形件致密度,通过机械球磨使用具有高激光吸收率的纳米TiC对粒径为15~53μm的铜粉进行改性。结果表明:改性后的铜粉对激光的吸收率由22%提高到53.7%;在激光功率为340 W、扫描速度为500 mm/s条件下成形的试样,其致密度由改性前的90.7%提高到99.8%。采用纳米TiC对铜粉进行改性,实现了铜粉对激光吸收率的大幅度提升和小功率激光扫描条件下选区激光熔化高致密铜的成形。

粉末回用对选择性激光烧结聚酰胺硬度和冲击韧性的影响

选择性激光烧结(SLS)是增材制造技术中的一种,在聚酰胺2200(PA2200)的SLS成形过程中,大量的粉末没有被烧结,这部分未烧结粉末的回用对降低成本具有重要意义。然而,未烧结粉末的性能因成形过程中高温的影响而发生改变,回用次数对成形件性能的影响规律尚不明确。使用EOS P110 3D打印系统和EOS PA2200粉末系统考察了粉末回用次数对SLS PA2200成形件硬度和冲击韧性的影响。结果表明:随着回用次数增加,回用粉末的熔点升高;当回用次数超过2次后,成形件内部未熔粉末和孔洞的数量增多,成形件韧性和硬度下降;粉末回用次数不超过2次时,成形件的冲击韧性下降得较少,硬度得到一定提高。

热处理对选区激光熔化WC增强18Ni300钢基复合材料性能的影响

为进一步提高18Ni300钢的性能,以WC、18Ni300钢球形粉末为材料,采用选区激光熔化制备以18Ni300钢为基体,WC为增强体的复合材料,并对复合材料进行固溶+时效处理。研究了不同热处理工艺对复合材料性能的影响。结果表明:热处理前后试样外观尺寸一致,采用固溶(810℃×45 min)+时效(460℃×5 h)热处理工艺,复合材料的抗拉强度和硬度最高,塑性优异。

相同激光能量密度下扫描速度对选区激光熔化钴铬合金熔池尺寸与致密度的影响

为明确激光能量密度作为选区激光熔化工艺优化依据的可靠性,以钴铬合金为对象,通过数值模拟与试验验证,考察了相同能量密度下不同扫描速度时成形试样的温度场、熔池尺寸和致密度。结果表明,激光能量密度不是影响选区激光成形过程中熔池尺寸和致密度的可靠参数,在相同激光能量密度下,激光扫描速度不同,会影响粉床上粉末的熔化和凝固过程及形成的熔池尺寸。激光能量密度相同时,随着激光扫描速度增大,熔池尺寸增加,试样致密度也相应提高。

选区熔化3D打印铜的研究进展

选区熔化3D打印是按照零件三维数字模型的分层切片离散数据,以聚焦激光束或电子束等为热源逐层扫描熔化粉末,然后逐层凝固累积制造零件的新方法。这一方法无需模具直接实现形状复杂零件的成形,极大缩短了单件小批量复杂零件的生产周期,为实现航空航天等领域复杂零件的制造和结构优化提供了新途径。铜具有优良的导热性能,是制造航天发动机燃烧室冷却壁和喷嘴等复杂结构的理想材料,3D打印铜的研究和应用有重要意义。然而,铜对常见的波长>1060 nm的激光能量吸收率低,热导率高,3D打印铜成形难度大,工艺控制困难,研究应用落后于其他常见金属材料。在分析国内外铜3D打印研究进展的基础上,总结了激光选区熔化和电子束选区熔化3D打印铜的成形工艺特点、组织性能及其存在的问题。结果表明,提高铜对激光吸收率是激光选区熔化3D打印铜领域的主要研究热点,这是提高成形件致密度、控制微观组织、改善成形件性能的基础;电子束选区熔化克服了铜对激光吸收率低的问题,大大提高了成形件的致密度,但成形件精度较低,相关工艺还需进一步优化。