选区激光熔化钴铬合金工艺

主要对单层钴铬合金SLM成型工艺进行研究,讨论了激光功率和扫描速度对于单道熔道宽度、形貌的影响及熔道搭接率对于单层多道成型表面形貌的影响,确定合理的成型工艺选择范围.研究发现:线能量φ对熔道成型质量和熔池宽度d_m具有影响,当1.22 J/mm<φ<2.33 J/mm时可以获得连续规则、无粉区范围极小的熔道;通过优化的工艺参数获得了线能量与熔宽的稳定拟合关系,为单层多道成型提供了数据支持;搭接率为35%时,相邻熔道之间搭接紧密,重熔部分的膨胀高度合理,使单层多道成型表面粗糙度最低为5μm,可以获得光滑平整的表面.

TiO_2中空纤维光催化研究及设备设计

利用生物模板法-脱脂棉为模板,于不同温度烧结得二氧化钛(TiO2)中空纤维,利用X射线衍射、扫描电镜等进行表征,研究得出550℃高温下烧结的TiO2中空纤维光催化性能最佳,以浓度为10mg/L甲基橙为目标降解物,在pH值为2,TiO2中空纤维浓度为2.5g/L,紫外灯照射180min后降解率可达90%以上,二次降解率可达77%以上。在此最优实验条件的基础上,设计了一套新型光催化降解有机废水二级处理装置,第一级装置采用TiO2中空纤维作为催化剂,第二级装置采用活性炭和TiO2混合物作为催化剂,实验测试结果较好,极具实际应用与推广价值。

SLM成型医用钴铬合金的表面粗糙度与致密度研究

采用选区激光熔化进行钴铬合金成型,是当今牙齿种植体制造的新方法,然而SLM成型试样表面粗糙度的累积效应对于制件的性能具有重要影响。实验首先获得了适于多道成型的单熔道以及相应的工艺参数,在此基础上进行正交实验,研究激光线能量密度(E)、粉末粒度、粉层厚度以及层间扫描策略对于多层成型制件表面粗糙度及致密度的影响规律并进行原因分析。实验结果表明P/V>1.6时,多层成型试样的成形质量明显改善;粉末层厚是影响多层制件成型质量的最主要因素,在一定范围内线能量密度越大、小颗粒粉末比重越大、粉层厚度越小可以有效降低表面粗糙度和提高致密度;采用层错正交叠加的策略有助于熔池的浸润和铺展从而降低表面粗糙度。

选区激光熔化钴铬合金的性能研究

利用自主开发的选区激光熔化设备以钴铬合金为成型材料,在进行了系统的工艺优化研究的基础上,对选区激光熔化(SLM)制件成型过程中表面粗糙度演化、微观形貌、致密度以及硬度之间的内在联系进行了研究。研究发现:成型过程中粉层的熔化收缩以及厚度的累积是造成成型质量变差的重要原因;较小的表面粗糙度累积效应,可大大减少成型件内部的孔隙数量从而提高致密度,粉层厚度的降低是减小表面粗糙度累积效应和提高致密度的关键;制件的宏观硬度比显微硬度对制件致密度存在更显著的依赖关系:致密度越大,宏观硬度越大。通过优化工艺制得的工件致密度达到98.04%,宏观硬度为40HRC,符合美国材料实验协会(ASTM)标准。

激光选区熔化成形高性能钛合金微观组织调控与力学性能分析

采用激光选区熔化成形技术制备Ti6Al4V合金试件,通过光学显微镜、扫描电镜和断口形貌分析,系统研究了成形态试样显微组织对力学性能的影响。对比不同打印参数下的微观组织特征,显示沿沉积方向形成β柱状晶,晶内主要分布着针状马氏体α′相,α′相含量越高塑性越差,控制工艺参数可以使针状马氏体α′相原位分解形成α+β相,有利于提高塑性。通过调节激光功率和扫描速度,制备了综合力学性能优异的试件,其抗拉强度达到1 301 MPa,屈服强度达到1 102 MPa,延伸率为7.94%。选区激光熔化成形钛合金经组织调控发生原位分解后,拉伸性能得到提高。