激光成形修复Ti-6Al-4V钛合金零件的组织与性能

分析了激光成形修复Ti–6Al–4V合金的组织特点,并考察了退火处理对修复区组织及修复件性能的影响。激光修复件的微观组织由修复基体所具有的等轴α+层状α+β双态组织经热影响区连续转变为晶内分布魏氏α+β的外延生长的粗大柱状晶组织。激光修复件的静载拉伸性能达到锻件标准。经退火处理后,修复区中α板条有粗化趋势,修复件的综合力学性能得到一定改善,塑性有所提高。经采用退火+喷丸处理,修复件的低周疲劳性能达到与锻件相当。

FGH95合金激光成形定向凝固显微组织与性能

利用FGH95合金粉末在DD3单晶基材和定向凝固镍基高温合金的择优晶面 (与择优晶向垂直的晶面 )上进行激光多层涂覆实验 ,得到了从基材外延生长的单晶涂覆层。涂层由细小柱状枝晶组织组成 ,枝晶一次间距约为 10 μm ,二次臂退化。由于局部凝固条件的不同 ,枝晶干区域的γ′相为球形、枝晶间区的γ′相为立方体形态 ,尺度均小于 0 .1μm。激光涂覆层中的主要元素Cr和Co的偏析比基材铸态组织中的偏析大大减轻。对标准热处理后的试样进行分析表明 :试样中的γ′相主要为方圆形 ,且尺度均匀。涂层中各元素的显微偏析比热处理之前有明显减轻。沿片状力学性能试样柱状晶生长方向进行拉伸 ,强度指标达到同种材料粉末冶金试件的 97.9% ,塑性超过粉末冶金试件。断口分析表明 。

激光成形修复技术在航空铸件修复中的应用

航空用结构钢、不锈钢、高温合金、钛合金等铸件多为复杂薄壁结构,铸件质量控制难度大,导致成本增加,加工周期往往难于保证。对于铸造过程中的冶金缺陷、铸件误加工缺陷以及零件服役过程中形成的损伤缺陷,采用激光成形修复技术进行修复是恢复零件使用性能,降低制造成本,缩短交货周期,延长使用寿命,节约能源和资源的有效途径。本文结合作者的研究成果,介绍激光成形修复技术及其发展现状。

金属粉末激光成形零件倾斜极限

研究在支撑材料、工艺局限等诸多因素影响情况下的特定材料以及特定工艺参数下倾斜极限问题非常重要,为此采用金属粉末激光成形技术成形旋转薄壁金属零件的方法,在相应金属粉末材料与成形工艺参数下,进行成形金属零件时侧壁倾斜极限的研究,通过测量与计算获得倾斜极限值及其对应的层间搭接率。研究表明随着薄壁旋转半径的增加,侧壁倾斜角度也相应加大,最终超过倾斜极限,造成熔覆层塌陷现象发生。揭示出层间搭接率是产生倾斜极限和熔覆层塌陷的直接原因。通过对倾斜角度、层间搭接率与薄壁旋转半径关系进行理论分析与计算,得到成形的金属零件侧壁倾斜极限角度和极限层间搭接率的计算公式,为在设计无支撑CAD模型时侧壁最大倾斜角度提供依据。试验结果表明,利用该计算公式指导侧壁倾斜角度设计切实可行。

金属粉末激光成形扫描方式

将扫描线断面轮廓形状近似看作一段圆弧、以相邻扫描线重叠面积与凹沟面积相等为原则确定扫描线间距。对分区扫描和环形扫描两种扫描方式进行分析和比较,环形扫描方式明显减少激光光闸开关次数、系统稳定性和零件成形精度提高,但是相邻扫描线间浸润性差、沟壑较深,而分区扫描方式扫描间距稳定单一、浸润性好、沟壑较浅,但是激光光闸开关频繁、空跳次数较多。改进扫描方式,将变向分区扫描方式与环形扫描方式相结合加工出无缺陷、全密度金属功能零件。

激光成形修复ZL104合金的组织与性能研究

激光成形修复ZL104合金的修复区组织由α-Al和α-Al+Si共晶组织构成,熔池底部组织由列状α-Al枝晶构成,中部和顶部组织由α-Al等轴晶和枝晶间α-Al+Si共晶组织构成,观察到的气泡多封存在熔池底部的α-Al列状枝晶层中。基体区组织由粗大的α-Al枝晶和α-Al+Si共晶构成,观察不到明显的热影响区。从修复区向基体区过渡,硬度值呈减小趋势。修复试样拉伸测试中,断裂均发生在铸件基体处,表明激光修复区的强度高于所修复的铸件材料。

激光成形制备生物医用钛合金材料研究进展

激光成形制造技术是在快速原型技术的基础上结合激光加工技术发展起来的一项高新制造技术。它能够通过不同的加工方式调整结构及功能零件的性能,满足复杂致密或者多孔钛合金生物医用材料的成形需求,实现医用钛合金零件的个性化设计和制备,因此在医用钛合金人工肢体和植入体领域方面具有巨大的应用潜力。目前在制备生物医用钛合金材料领域研究较多的激光成形制造技术主要有激光立体成形和选择性激光烧结/熔化。本文综述了这两种激光成形制造在生物医用钛及钛合金制备方面的应用情况和研究现状,并指出了该领域未来的发展趋势。

激光成形制备生物医用材料研究现状与发展趋势

激光成形技术能够实现生物医用材料、人造肢体及医用植入体的个性化设计和生产,并且具有很少的工序环节和很短的加工周期,因此在生物医用材料的制备领域具有重大应用价值。目前适合于生物医用材料制备的激光成形技术主要有立体光刻(SL),分层实体制造(LOM),选择性激光烧结/熔化(SLS/SLM)和激光立体成形(LSF)技术。基于各种激光成形制备技术的原理和特点,综述了激光成形制备生物医用材料的研究进展和应用现状,认为中国在激光成形的各个单项技术领域同发达国家的差别并不大,但综合集成和产业化的差距却非常大。因此,形成包含完整产业链的产学研创新联盟是激光成形技术在中国生物医用材料领域科技发展和产业振兴的重要途径。先进的装备技术是任何一种技术充分发展和应用的必要基础,也是我国生物医用材料产业落后于发达国家的关键环节之一。因此,迫切需要建立适用于医用植入体制造的专用激光立体成形制备系统,形成具有市场化前景、自主知识产权的产品工程化技术和工艺流程,并建立相应的技术标准体系,以显著提升我国生物医用材料及医用植入体的技术水平,促进我国医用植入及组织工程领域的整体发展。

激光成形修复定向凝固DZ125镍基高温合金的组织研究

对铸造定向DZ125镍基高温合金进行单道多层的激光成形修复实验。通过光镜、扫描电镜及透射电镜对修复区进行微观组织观察,使用电子探针测定不同相及修复区枝晶干的成分。结果表明:通过激光成形修复的方法可以获得自原基材外延生长的细小定向γ柱状晶修复组织,仅在修复区顶部存在部分取向杂乱的等轴晶组织;相比铸造定向基材,沉积态修复区呈现快速外延定向凝固特征,导致修复区的成分偏析减轻,枝晶间MC型碳化物相比基材显著细化,呈块状或正八面体状,枝晶间同时分布有γ+γ′共晶组织;另外,在γ枝晶干分布着近100 nm的球形γ′相,且部分γ′相颗粒有相互连接的现象。总体上,修复区一次枝晶间距、碳化物及γ′相尺度比修复基材显著细化。

板料激光成形的机制及其应用

板料激光成形是通过局部瞬态加热产生不均匀的内部热应力 ,而导致板料变形的一种无模成形技术。本文阐述了激光成形的四种主要的变形机制—温度梯度机制 ,弹性膨胀机制 ,塑性皱曲机制和增厚机制 。

板料激光成形及其研究进展

从理论研究、数值模拟、实验研究等方面,介绍了板料激光成形技术的发展历史、研究现状及发展方向。指出激光成形技术的研究方法主要有实验方法和数值方法,但目前仍在成形多种材料、变革成形工艺等较低层次上进行徘徊,但其最终目的应体现在研究激光照射时材料在热应力作用下产生塑性变形的可控性上。激光成形技术的最大难点在于要制作出满足预定形状及尺寸要求的工件;同时,激光成形是一种累积成形,一次激光扫描所产生的变形量很小,往往经过数次激光扫描的累积才能达到所需的变形量,因而,研究出一套效率高、耗能少、工艺稳定的最佳工艺参数组合很有意义,这也就是本领域的难点之二。

板料的快速激光成形技术及其应用

介绍一种利用激光扫描金属薄板时所导致的热应力来实现塑性变形的工艺方法。根据激光扫描时所形成的两类典型温度场，探讨激光成形的机理，在板料的几何参数、热物性、光束能量及分布等方面分析激光成形的技术要点，提出该技术所面临的问题，并展望其应用领域和前景。

钛合金零件的激光成形修复

激光成形修复技术的技术基础是激光熔覆表面修复技术和快速成形技术。常规的激光熔覆技术只是一种表面强化和改性技术,可用于修复一些没有成形形状要求的表面缺陷。激光成形修复则是把激光立体成形技术应用于修复过程,可以实现具有三维形状缺陷的零件的成形修复。

温度梯度机理下激光参数对激光成形的影响

以纯铝板和低碳钢板为主要研究对象 ,对温度梯度机理下激光输入功率、扫描速度、离焦量以及扫描次数等参数与成形弯曲角之间的关系进行了试验研究 ,深入分析了温度梯度机理下影响成形的主要因素。

Nd:YAG泪道激光成形联合泪道引流管植入术治疗泪道阻塞

泪道阻塞是眼科的一种常见病、多发病,患者主要以溢泪、溢脓等为主要症状,并可导致角膜溃疡、内眼术后感染等严重并发症的发生。其治疗方法很多,但都存在不同程度的缺陷。近年来对泪道阻塞的治疗已引起广大眼科同道的重视，都在努力探索，不断改进治疗方法。

板料激光成形技术

介绍了一种利用激光作为热源使金属板料在无模具下发生热塑性变形的新的成形加工方法。综述了在激光加工条件下板料的成形机理、有关研究结果、可能的应用领域及国内外发展现状。

激光成形工艺方法及其发展前景

介绍了激光成形的工艺特点和四种不同的工艺方法 :板材正向弯曲 ,板材反向弯曲 ,型材弯曲 ,空间变形。分别阐述了这四种工艺的成形机理和可能的应用领域 。

板料激光成形时的温度场研究

用小步距间歇跳跃式移动光源模拟激光束的连续扫描，采用简化模型，对板料激光成形时的三维瞬态温度场进行了有限元分析。结果表明：扫描过两个光斑距离后，其温度场近似进入准稳态；温度峰值及光斑中心处板料上下表面温差的二维有限元数值解与准稳态时的三维数值解相差不过７％；数值解与实验结果一致。

基于人工神经网络的板料激光成形工艺优化

采用BP算法的人工神经网络系统, 以激光能量、光斑大小、扫描速度、矩形板料的厚度和宽度作为输入层节点, 预测板料激光成形的温度峰值和弯曲角度, 并将该系统用于 08F薄钢板激光弯曲成形的工艺参数优化之中, 可以快速获得最大成形角度所对应的最优工艺参数组合。

板料激光成形技术

综述了激光成形技术的国内外发展史及其研究现状,分析了激光弯曲成形技术的优点,探讨了激光弯曲成形技术的原理及成形机理,并且论述了激光弯曲成形的影响因素,展望了板料激光成形技术的应用前景。