应用激光, 2017, 37 (4): 475, 网络出版: 2017-10-12   

镍基合金激光熔覆立体成形工艺研究

Study on Solid Forming Process of Ni Based Alloy Laser Cladding
作者单位
中国工程物理研究院材料研究所, 四川 江油 621907
摘要
为了实现块体和圆管的激光熔覆成形, 通过实验研究了扫描速度、激光功率和送粉速率对Ni25粉末单熔覆层的高度和宽度的影响规律, 建立了熔覆层高度和宽度分别与扫描速度、激光功率和送粉速率之间的对应关系。在此基础上, 根据对应关系, 选择优化的成形参数(扫描速度6 mm/s, 激光功率900 W, 送分速率0.1 rpm), 配合搭接率的计算(30%)和成形路径设计, 使用多层多道激光熔覆成形技术实现了块体和圆管的成形。使用扫描电子显微镜分析成形件的内部组织结构, 结果表明成形件内部组织致密, 成分均匀, 晶粒尺寸分布在18 μm左右范围内。
Abstract
In order to obtain block and tube made from laser cladding rapid manufacturing (LCRM), the effects of scanning speed, laser power and powder feeding rate on Ni25 cladding layer height and width are studied by conducting single-layer LCRM experiments. Relations between sizes of cladding layers and forming parameters are established by data analysis. Based on these relations, Ni25 block and tube are produced from milti-layer-multi-channel LCRM, with the help of parameters optimizing, overlap rate calculating and scanning path designing. Scanning electronic microscope (SEM) analysis shows that LCRM workpieces with compact microstructure, homogeneous composition and around 18 μm grain size distribution.
参考文献

[1] TERRY T WOHLERS.Worldwide development & trends in rapid prototyping & tooling: Proceedings of the First International Conference on Rapid Prototyping &Manufacturing 98[C].Beijing: [s.n.], 1998: 20-29.

[2] CAWLEY J D, HEUER A H, NEWMAN W S, et al.Computer-aided manufacturing of laminated engineering materials[J].American Ceramic Society Bulletin, 1996, 75(5): 75-79.

[3] LIU Z E, KO T C, BEST J, et al.CAM-LEM processing: materials flexibility[J].Solid Freeform Fabrication Proceedings, University of Texas at Austin, 1997: 379-385.

[4] 郭海滨, 玄刚日, 冯伟, 等.多功能快速原型制造系统的研究: 中国第一届RPM学术及技术展示会议文集[C].北京: [出版者不详], 1995: 27-138.

[5] LULIANO LUCA, SETTINERI LUCA, GATTO ANDREA.Advance in both rapid prototyping & rapid tooling techniques: Proceedings of the Third Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing, Honolulu, July 12-16, 1998[C].Hawaii: [s.n.], 1998: 1631-1636.

[6] 杨宁, 杨帆.激光熔覆技术的发展现状及应用[J].热加工工艺, 2011, 40(8): 118-120.

[7] 杨胶溪, 靳延鹏, 张宁.激光熔覆技术的应用现状与未来发展[J].金属加工, 2016(4): 13-16.

[8] 张冬云, 王瑞泽, 赵建哲, 等.激光直接制造金属零件技术的最新进展[J].中国激光, 2010, 37(1): 18-25.

[9] 张学军, 唐思熠, 肇恒跃, 等.3D打印技术研究现状和关键技术[J].材料工程, 2016, 44(2): 122-128.

[10] 王华明.航空高性能金属结构件激光快速成形研究进展[J].航空制造技术, 2005(12): 26-28.

[11] 张凯, 刘伟军, 尚晓峰, 等.快速原型技术在国防科技中的应用[J].工具技术, 2005, 39(11): 3-13.

[12] 王攀, 刘天伟, 王述钢, 等.钨基合金激光立体成形的组织及性能研究[J].激光技术, 2016, 40(2): 254-258.

[13] 牛伟, 孙荣禄.钛合金激光熔覆的研究现状与发展趋势[J].材料导报, 2006, 20(7): 58-60+68.

[14] 崔宝磊, 尚纯, 杨光, 等.工艺参数对钛合金激光沉积成形质量影响的研究[J].应用激光, 2013, 33(3): 245-249.

[15] 胡全栋, 孙帆, 李怀学, 等.扫描方式对激光选区熔化成形316不锈钢性能的影响[J].航空制造技术, 2016, 497(z1): 124-127.

[16] 赵靖, 曹文斌, 谭永生, 等.工艺参数对镍基合金粉末激光快速烧结成形的影响[J].稀有金属材料与工程, 2008, 37(4): 655-659.

[17] 刘俊航, 刘喜明.扫描速度对激光熔覆Ni60涂层组织性能的影响[J].长春工业大学学报, 2016, 37(1): 5-9.

[18] 曾维华, 刘洪喜, 王传琦, 等.工艺参数对不锈钢表面激光熔覆Ni基涂层组织及耐腐蚀性能的影响[J].材料工程, 2012(8): 24-29.

[19] 卞宏友, 王婷, 王维, 等, 激光沉积成形工艺参数对熔池温度及成形尺寸的影响[J].应用激光, 2013, 33(3): 239-244.

[20] 罗煌, 虞宙, 胡俊.激光近净成形工艺参数对熔覆层高度均匀性的影响分析[J].应用激光, 2015, 35(2): 160-165.

[21] 王志坚, 董世运, 徐滨士, 等.激光熔覆工艺参数对金属成形效率和形状的影响[J].红外和激光工程, 2010, 39(2): 315-319.

[22] 于君, 陈静, 谭华, 等.激光快速成形工艺参数对沉积层的影响[J].中国激光, 2007, 34(7): 1014-1018.

[23] 李春梅, 罗煌, 胡俊.激光近净成形工艺参数对成形组织及力学性能的影响分析[J].应用激光, 2015, 35(5): 552-557.

王述钢, 杨帆, 杨磊. 镍基合金激光熔覆立体成形工艺研究[J]. 应用激光, 2017, 37(4): 475. Wang Shugang, Yang Fan, Yang Lei. Study on Solid Forming Process of Ni Based Alloy Laser Cladding[J]. APPLIED LASER, 2017, 37(4): 475.

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