内蒙古机电职业技术学院, 内蒙古 呼和浩特 010070
采用X射线衍射仪、扫描电镜、硬度计和摩擦磨损试验机等手段, 研究了PLC控制下激光选区熔化成形工艺中激光扫描速度对TiB2/S136复合材料显微组织、硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明: 4种不同激光扫描速度下成形件的主要物相都为α-Fe、γ-Fe和TiB2; 随着激光扫描速度减小, 成形件的致密度先增加后减小, 在激光扫描速度为700 mm/s时取得最大值(98.4%), 此时成形件中未见明显孔洞或微裂纹缺陷; 随着激光扫描速度减小, 成形件XY和YZ面硬度、平均摩擦因数和磨损率都呈现先减小后增大特征, 在激光扫描速度为700 mm/s时取得硬度最大值、平均摩擦因数和磨损率最小值, 这主要与此时成形件致密性较高、晶粒细小均匀以及具有较高的硬度有关。
复合材料 激光选区熔化 成形工艺 组织 性能 composite material selective laser melting forming process microstructure property
1 武汉理工大学，硅酸盐建筑材料国家重点实验室，武汉 430070
2 武汉理工大学材料科学与工程学院，武汉 430070
锌离子掺杂羟基磷灰石(HA)不仅影响HA的晶体结构和微观形貌，还影响材料的热稳定性和生物学性能。本文采用水热合成法制备了锌离子掺杂HA(Zn-HA)晶须，通过XRD、FTIR和SEM等测定和研究了Zn-HA的晶体结构、形成过程、结晶形貌和热稳定性。结果表明,Zn2+掺杂量＜5%时，可获得单相Zn-HA晶须; 当Zn2+掺量为5%时，合成产物中开始有少量的CaZn2(PO4)2·2H2O杂质相生成; 当增加至8%时，开始有明显的Zn(PO3)2杂质峰出现。随水热合成温度的增加，溶液的OH-不断释放，伴随HA晶核的形成和生长，还有极少量的CaZn2(PO4)2·2H2O和Ca3(PO4)2杂质相，并通过溶解再沉淀生成Zn-HA。当Zn2+的掺杂量在0~8%时，随着Zn2+掺杂量的增加，样品的结晶度逐渐降低，晶格常数a值有所增加，c值基本不变。Zn2+掺杂HA晶须在＞800 ℃的环境下热处理，Zn2+掺杂量的增加和热处理温度的改变都会促进HA晶须向β-TCP转化，形成双相磷酸钙。
锌离子掺杂HA 形成过程 晶体结构 热稳定性 zinc doped HA forming process crystal structure thermal stability
1 福建工程学院机械与汽车工程学院, 福建 福州350118
2 福建工程学院先进制造生产力促进中心, 福建 福州350118
以316L不锈钢粉末为研究对象, 采用正交试验方法研究SLM激光快速成形过程中激光功率P、扫描速度v、扫描间距s、铺粉厚度h等工艺参数对成形件上表面和垂直面表面粗糙度的影响规律。实验结果表明: 在上表面, 激光功率和扫描速度对成形件表面粗糙度影响非常显著, 扫描间距对成形件表面粗糙度影响显著, 铺粉厚度对成形件表面粗糙度影响不显著, 各因素对成形件表面粗糙度的影响的重要性次序为激光功率、扫描速度、扫描间距、铺粉厚度, 最佳工艺参数组合为激光功率为220 W, 扫描速度800 mm/s, 扫描间距0.12 mm, 铺粉厚度0.03 mm; 在垂直表面, 各因素对成形件表面粗糙度的影响的重要性次序为激光功率、铺粉厚度、扫描速度、扫描间距, 四个因素对粗糙度影响均不显著。成形件垂直面的表面粗糙度明显大于上表面的表面粗糙度。
激光选区熔化 表面粗糙度 成形工艺参数 316L不锈钢粉末 selective laser melting surface roughness forming process parameters 316L stainless steel powder
1 江苏理工学院机械工程学院, 江苏 常州 213001
2 金陵科技学院机电工程学院, 江苏 南京 211169
3 机械科学研究总院江苏分院有限公司, 江苏 常州 213001
针对在K418薄壁叶片上局部再制造的多层立体成形组织难以调控优化的难点,开展该类合金激光再制造覆层工艺及组织研究。优选三组工艺进行Inconel 718成形试验,观察覆层显微组织,测试其力学性能,对比分析并进行单道多层立体成形试验。成形优化工艺的参数为激光功率为1.2 kW、扫描速度为300 mm/min、送粉速率为25 g/min、气体流速为3 L/min、脉宽为10 ms、占空比为1∶1。试验结果表明:单道覆层与基体形成了良好的冶金结合,高度和宽度分别为1.537 mm、1.414 mm,覆层主要由细小致密的等轴枝晶、定向生长的柱状枝晶和胞状晶组成,覆层显微硬度为263.7~289.7 HV0.2;多层立体成形总高度为3.67 mm,显微硬度范围为284.3~315.5 HV0.2,底层覆层析出Laves、MC和γ″相,弥散强化合金,提高了底部覆层的硬度。
激光光学 Inconel 718 激光再制造 成形工艺 组织 激光与光电子学进展
2020, 57(3): 031401
西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室, 陕西 西安 710049
激光选区熔化(SLM)作为一种直接制造金属构件的增材制造技术,可实现复杂结构件的高精度制造。介绍了SLM技术的发展现状及原理,从材料体系、成形工艺、显微组织及力学性能方面论述了国内外钛及钛合金SLM技术的研究及应用现状,总结了SLM技术加工钛及钛合金过程中存在的问题,及对其未来的发展趋势进行了展望。
激光技术 钛及钛合金 激光选区熔化技术 成形工艺 显微组织 力学性能 激光与光电子学进展
2018, 55(1): 011403
西安交通大学 电子物理与器件教育部重点实验室，陕西 西安 710049
提出一种新型结构的表面传导电子发射导电薄膜，该导电薄膜在中间位置向内有凹陷，基于电形成过程中焦耳热引起薄膜龟裂的原理，会在凹陷附近诱导纳米级裂缝形成，控制纳米裂缝形成位置。分析了此结构导电薄膜对裂缝产生位置的影响及2种不同电形成方法对裂缝形貌的影响，测试了电子发射性能，得到了发射电流特性曲线和发光图像。实验结果表明，这种新型导电薄膜能一定程度上控制纳米裂缝的形成位置，有利于改进表面传导电子发射的均匀性，在阳极高压20 kV、阴极板电子发射单元施加的器件电压14 V时，新型结构导电薄膜实现了均匀发光，发射电流最大为18 μA。
表面传导电子发射 内陷型导电薄膜 电形成 SED[new conductive film structure electro forming process
激光冲击成形是指利用激光诱导产生的冲击波压力使板料变形的一种新的板料塑性成形技术。本文在激光单点冲击金属板料变形实验的基础上 ,对大面积金属板料的激光多点冲击成形进行了探讨 ,并以金属板料方盒形件为例 ,采用数值模拟技术 ,对无间隔连续冲击和间隔冲击两种方法进行了分析比较。结果表明 ,采用粗冲成形和精冲成形的工艺过程 ,可有效提高板料激光冲击成形的精度。
金属板料 激光冲击 成形工艺 数值模拟 sheet metal laser shock forming process numerical simulation
