作者单位
摘要
1 航空工业沈阳飞机工业(集团)有限公司工艺研究所,辽宁 沈阳 110850
2 大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室,辽宁 大连 116024
GH3536高温合金具有优异的耐腐蚀性和高温强度,常用于燃烧室和燃气轮机等高温零部件的制造。增减材复合制造(ASHM)技术综合了增材成形灵活性高和减材表面质量好的优势,是制造高性能GH3536零件的有效途径。由于ASHM采用增材和减材交替进行的方式,因此确定最优的增材工艺参数,选择合适的刀具类型对提高GH3536零件的制造质量具有重要意义。利用激光选区熔化制备了增材试样,检测了试样的相对致密度以获得GH3536的最优增材成形参数。利用扫描电子显微镜和电子背散射衍射对最优增材成形参数下加工的GH3536的微观结构进行了观察。开展了GH3536的ASHM实验,研究了球头刀、圆鼻刀、平面铣刀三种不同类型刀具对试样减材加工表面质量的影响。结果表明:当激光功率为400 W、扫描速度为1750 mm/s时,增材试样无明显缺陷,相对致密度达到99.93%,是增材成形的最优参数;采用圆鼻刀加工的GH3536表面粗糙度可达0.211 μm。本研究可为GH3536零件的ASHM参数和刀具类型确定提供指导和参考。
GH3536高温合金 增减材复合制造 激光选区熔化 刀具类型 表面形貌 
激光与光电子学进展
2024, 61(9): 0914001
尚晓峰 1董建舟 1,2张英伟 4王志国 2,3,*[ ... ]赵吉宾 2,3
作者单位
摘要
1 沈阳航空航天大学机电工程学院,辽宁 沈阳 110135
2 中国科学院沈阳自动化研究所,辽宁 沈阳 110016
3 中国科学院机器人与智能制造创新研究院,辽宁 沈阳 110169
4 航空工业沈阳飞机工业(集团)有限公司,辽宁 沈阳 110850
针对目前激光选区熔化难以直接成形大尺寸、高强度铝合金构件的问题,对定向能量沉积(DED)连接激光选区熔化成形Al-Mg-Sc-Zr合金的工艺进行研究,分析缺陷分布的位置、形貌以及对力学性能的影响,对比分析定向能量沉积参数以及超声外场辅助下连接试样的微观组织、元素分布和力学性能,并通过热等静压进一步提升力学性能。结果表明:缺陷主要分布在基材与连接区交界的熔合区,密集气孔聚集导致熔合区硬度远低于连接区和基材的硬度,并使整体拉伸性能弱化。在75~150 J/mm2激光能量密度范围内,随能量密度增大,致密度和抗拉强度均提升。采用3000 W激光功率、5 mm/s扫描速率、3.7 g/min送粉速率,得到最高的熔合区硬度、连接区致密度以及抗拉强度,分别为90 HV、90.83%、203.38 MPa。超声外场辅助会促进Al3(Sc,Zr)强化相的析出并细化晶粒,且能够有效减少气孔的数量和缩小气孔的尺寸。超声后试样的综合力学性能得到显著提升,熔合区硬度为95 HV,致密度为93.06%,抗拉强度为292 MPa,较未加超声时分别提高了5%、2.4%和44%。超声后采用热等静压的后处理方法,可使综合力学性能得到进一步提升,熔合区硬度为160 HV,致密度为99.99%,抗拉强度为405.71 MPa,较未热等静压时分别提高了68.4%、7.4%和38.9%。
光学设计 定向能量沉积 连接 Al-Mg-Sc-Zr合金 超声外场辅助 力学性能 热等静压 
光学学报
2024, 44(4): 0422002

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