选区激光熔融成形用316L不锈钢合金粉体制备与应用

选区激光熔融成形(SLM)用金属粉体具有球形度高、粒度范围分布窄、氧含量低等特点。本文采用自行研制的气雾化装置制备了316L不锈钢合金粉末,测试了合金粉体的粒径分布范围、表面形貌、氧含量等性能特征,并进行了选区激光熔融成形件组织与力学性能分析。结果表明,自制的316L不锈钢粉末氧含量约为200-300ppm,粉末收得率约为43%,粉体平均粒径范围D10=15-22μm,D50=32-39μm,D90=55-62μm;粉末表面形貌以球形为主,有少量卫星球存在,霍尔流速<20s,松装密度>4.0g/cm3;采用3D打印机对自制和国外粉末进行选区激光熔融成形,其综合力学性能高于国外进口粉末的SLM成形件。

增强体与粉末冶金316L不锈钢的反应性

在316L不锈钢粉中分别添加10％的TiC、WC、NbC、Al2O3、Si3N4五种增强体,研究了各种增强体与不锈钢基体的反应性及对烧结过程的影响。结果表明:TiC、WC、NbC与不锈钢基体有良好的相容性,能均匀分布到不锈钢基体中,可以有效提高其强度,添加TiC的不锈钢还表现出优越的耐腐蚀性;由于Al2O3与基体不锈钢相容性过差,不能发挥增强体的作用,使材料的强度和耐蚀性不良;添加Si3N4的不锈钢在烧结过程中Si3N4发生分解,弥散强化了基体,硅有促进烧结的作用,而氮均匀渗透到不锈钢中,有利于形成高强度的高氮钢,从而使其相对密度、硬度及耐蚀性都高于其他材料。

316L不锈钢粉末的凝胶注模成形

本文对316L不锈钢粉的凝胶注模成形工艺进行了研究,分析了影响浆料流变性和凝胶化时间的因素,以及单体含量对固化胶体性状的影响。结果表明:加入聚丙烯酰胺作为分散剂可以显著降低浆料的黏度,使不锈钢粉体的固相体积分数达到54%,满足注凝成形的要求;单体的浓度对固化胶体的性质有很大的影响;引发剂和催化剂的加入量越大,聚合诱导期越短。在最佳形成工艺条件下,凝胶注模成形出的不锈钢坯体性能优良,组织均匀,生坯的抗弯强度可达38MPa,烧结体的相对密度达95%,屈服强度可达160MPa,并可成形出形状复杂的较大尺寸的不锈钢坯体。

体激光能量密度对选区激光熔化316L不锈钢各向异性的影响

在激光旋转角度为73°,粉层厚度为30μm的条件下,采用选区激光熔化工艺快速成形316L不锈钢,研究了体激光能量密度及成形方向对成形件组织、性能各向异性的影响。结果表明:成形方向对力学性能的影响极大,力学性能的各向异性随组织的各向异性而变;随着体激光能量密度增加,熔池表面趋于平整,x和y向成形件的晶粒生长方向单一,z向成形件的晶粒生长取向明显;当体激光能量密度为65~85 J·mm^-3时,晶体生长方向与堆积方向一致,抗拉强度和断后伸长率最佳。可以利用体激光能量密度控制成形件的组织及性能。

工艺参数对凝胶注模成型不锈钢坯体强度和烧结密度的影响

为了制备高坯体强度和烧结密度的凝胶注模成型不锈钢制件,研究了凝胶注模工艺参数包括预混液单体含量和单体/交联剂比例、浆料固相含量及引发剂加入量等对坯体抗弯强度及烧结体密度的影响规律.结果表明,对于316L不锈钢的凝胶注模成型,可同时获得较好的坯体强度和烧结密度的工艺条件为:预混液单体质量分数18%～22%,单体/交联剂比例90∶1～240∶1;浆料固相体积分数52%～55%;引发剂用量约为单体质量的0.8%～1.4%.最终获得坯体强度高于30.0MPa、烧结密度高于97%的复杂形状烧结不锈钢零件,其烧结体力学性能略低于粉末注射成型时的性能,但远高于美国MPIF标准.

PTA干燥机蒸汽加热管失效

PTA装置中经氧化及加氢后的PTA浆料，经过离心过滤后，进入干燥机干燥。干燥机结构为转动壳体与内部分布的4层加热管排组成，管内蒸汽作为热源，对进入干燥机转动的PTA成品物料加热，使之烘干成粉末状。干燥机加热管的材质为316L不锈钢；加热管48根其规格分别为：

3D打印多孔钽体外降解产物的研究

目的对3D打印多孔钽体外降解产物进行定性与定量分析,评价其生物安全性。方法采用扫描电镜观察3D打印多孔钽降解后的形貌;采用电感耦合等离子体发射光谱仪对3D打印多孔钽浸泡液进行元素测定,将其与医用金属材料Ti6Al4V合金、316L不锈钢进行浸出元素对比分析;采用溶血试验分析3D打印多孔钽的血液相容性。结果通过对3D打印多孔钽浸出元素进行风险评估,表明这些离子不会对人体产生不良反应;降解浸泡液的溶血率小于5%,符合生物医疗器械要求的安全标准,不会发生溶血现象。结论研究为多孔钽植入材料在体内的长期安全性评价提供了科学依据。