Baskı tamamlandıktan sonra parçaların ısıl işlem artışına ihtiyacı var mı?

一, Teknik Prensip: Basılı parçaların mikroyapı ve performansını nasıl değiştirir?
3D baskılı öğelerin yapılması özelliği, performans sorunlarına neden olan şeydir. Örneğin, metal lazer tozu eritme (l - pbf) tekniği ile, lazer ışını toz yatağını hızlı bir şekilde tarar ve malzemenin ciddi sıcaklık döngüleri eritme ve katılaştırma geçmesine neden olur. Bu aşağıdaki sorunlara yol açar:
Kalan stres birikimi: Hızlı soğutma, parçaya gerilme gerilimi koyan bir sıcaklık gradyanı oluşturur. Bu bükülmesine ve hatta paramparça olmasına neden olabilir.
Mikroyapı Kusurları: Küçük eşit tahıllar, malzemeyi daha zayıf ve daha az sağlam hale getiren çok fazla çıkık ve gözeneke vardır.
Performans Anizotropisi: Katmanlar arasındaki bağlantının gücü, parçaların yorgunluk ömrünü kısaltan malzemenin kendisinden daha düşüktür.
Sıcaklık, zaman ve çevre gibi şeyleri yöneterek, ısıl işlem basılı öğelerin mikro yapısını dikkatlice kontrol eder. Spesifik mekanizma aşağıdakilerden oluşur:
Stresi hafifletmek için tavlama: Sunma mekanizması yoluyla artık gerginliğe izin vermek için malzemenin yeniden kristalleşme sıcaklığının altındaki yalıtım. Örneğin, baskıdan sonra 650 dereceye kadar havacılık motoru bıçaklarını tavluyorsanız, artık stresi% 80'den fazla düşürebilir ve deformasyonu 0.1 mm içinde tutabilirsiniz.
Tahıl büyümesi ve yeniden kristalleşme: Yönlü yeniden kristalleşme teknolojisini kullanarak, küçük taneler ana stres ekseni ile hizalanan sütunlu kristallere dönüştürülür. Bu, malzemeyi sürünmeye çok daha dayanıklı hale getirir. Nikel - tabanlı yüksek - sıcaklık allibe baskısında, MIT ekibi 1235 derecelik sıcak bir bölgede 2,5 mm/s hızla çekildi. Bu, tane boyutunu üç büyüklük sırasına yükseltti ve sürünme hızını yarıya indirdi.
Sıcak izostatik pres (kalça), yüksek basınç (100-150 MPa) ve yüksek sıcaklıklar (1000-1200 derece) altında malzemenin şeklini değiştirerek iç gözeneklerden kurtulan bir yoğunlaştırma tedavisidir. Siemens Energy, gaz türbini bıçaklarının gözenekliliğini% 0.8'den% 0.02'ye düşürdü ve kalça tedavisinden sonra yorgunluk ömrünü üç katına çıkardı.
2, Sektörde Talep: Yüksek - Son üretim, ısıl işlem iyileştirmesine çok bağlıdır.
1. Havacılık alanında iki sorun vardır: performans ve ağırlık.
Uçak motorlarındaki türbin bıçakları, 1300 derecelik bir sıcaklıkta 100MPA'nın üzerinde bir stresle başa çıkabilmelidir. Geleneksel döküm bıçakları, tahıl oryantasyonunu ayarlamak için yönlendirilmiş katılaştırma teknolojisi kullanır . 3 d baskılı bıçakları, aynı şeyi yapmak için ısıl işlem görülmelidir. GE, LEAP motoru yakıt memesini yazdırmak için L - PBF teknolojisini kullandı. Bu, ağırlığı% 25 azaltan ve sıcaklık direncini 1100 dereceye yükselten katı çözelti ve yaşlanma tedavisi yoluyla faz yağışını optimize eder.
2. Enerji Ekipmanı Alanı: Çok zorlu koşullarda güvenilirlik standartları
20 yıldan fazla bir süredir, ultra süpritik termal güç birimlerinde buhar jeneratörünün ısı transfer tüpleri 620 derece ve 31 MPa'da çalışmalıdır. Basılı katmanlar arasındaki oksit filmini ve eksik füzyon hatalarını düzeltmek için 3D baskılı parçaların ısıtılması gerekir. Yerel bir şirket, nükleer güç güvenliği düzenlemelerini (120MPA) aşacak kadar güçlü olan GH1333 alaşımlı ısı transfer tüpleri yapmak için vakum tavlama ve yüzey alüminyum infiltrasyon tedavisi kullanır.
3. Tıbbi implantlar alanında, biyouyumluluk ve mekanik uyumluluk arasında bir denge olması gerekir.
Stres ekranlama etkilerini en aza indirmek için, titanyum alaşım ortopedik implantların doğru mukavemet ve elastik modül karışımına sahip olması gerekir. 3D baskılı kalça eklem protezinin elastik modülü, + bifazik dokuyu ısıl işlem ile kontrol ederek 110GPA'dan 80GPA'ya indirilebilir. Bu, insan kortikal kemiğinin (10-30gPa) elastik modülüne daha yakındır.
3, yaygın bir örnek: sanayileşmeyi iyileştirmek için ısıl işlem kullanma
Örnek 1: Endüstride gaz türbini bıçaklarını kullanma
Siemens Energy, SGT-8000H gaz türbini bıçaklarını yazdırmak için L - PBF teknolojisini kullanır. Performansı artırmak için aşağıdaki ısıl işlem yöntemlerini uygularlar:
Çözüm Tedavisi: 'fazı çözmek ve artık baskı stresini hafifletmek için 1150 derecede 4 saat süreyle koruyun.
Zaman Tedavisi: Nano - ölçek 'fazı ile bir matris yapmak için 16 saat boyunca 850 derece tutun.
Kalça tedavisi: İçerideki kusurlardan kurtulmak için 1200 derece /150 MPa'da yoğunlaşma.
Testten sonra, muamele edilmiş bıçakların yüksek - sıcaklık dayanıklılık mukavemeti% 40 arttı ve sürünme oranları% 60 azaldı. 5000 saatlik eşdeğer yaşam testini geçtiler.
Durum 2: Nükleer reaktörler için kaplama tüplerinin performansının kontrol edilmesi
Çin Bilimler Akademisi Metal Araştırma Enstitüsü, onları soğutmak için sodyum kullanan hızlı reaktörlerin ihtiyaçlarını karşılayan 3D - baskılı GH1333 alaşımlı kaplama tüpleri yaptı.
Belli bir yönde yeniden kristalleşme: Bir sütunlu kristal yapısı yapmak için, 5 mm/dakika hızda 1250 derecede ısıtmalı bir bölgeden geçin.
Oksidasyon Koruyucu Kaplama: Isıl işlemden sonra, CR3C2 NICR kaplama püskürtün. Bu, 600 derecede bir buhar ortamında oksidasyon direnci oranını% 90 azaltır.
Simüle edilmiş kaza koşulları altında kaplama tüpünün şişme önleyici performansı, tipik ekstrüde tüplere kıyasla% 20 arttırılır ve dördüncü nesil nükleer güç ekipmanlarının lokalizasyonu için temel teknolojik destek sağlar.