Metal 3D baskılı parçalar yüzey aşınma direncini nasıl geliştirebilir?

一, Proses Parametrelerini Optimize Etmek: Mikroyapısal Kusurları Kökeni Önleme
1. Tarama yaklaşımı ve lazer gücünün kooperatif yönetimi
Eriyik havuzunun seçici lazer eritme (SLM) işlemindeki dinamik davranışı, lazer gücünün hizalanmasından ve tarama hızından doğrudan etkilenir. Örneğin, lazer gücü 250W olduğunda ve tarama hızı 1000mm/s olduğunda, eriyik havuzu 10 k/s hızda soğuyabilir ve 've' 'fazlarının küçük güçlendirici çökeltileri oluşturabilir. Bu, basılı parçanın yüzey sertliğini, geleneksel dökümlerden% 30 daha yüksek olan 450 HV'ye yükseltir. Bu, - tabanlı bir nikel olan Inconel 718 için geçerlidir. Bir dama tahtası tarama yaklaşımı ise ısı stresini etkili bir şekilde dağıtabilir, yüzey çatlaklarının yoğunluğunu azaltabilir ve aşınma sırasında soyulma olasılığını azaltabilir.
2. Enerji yoğunluğunun ve tabaka kalınlığının kesin hizalanması
Deneysel verilere göre, 316L paslanmaz çelik baskılı parçaların yüzey pürüzlülüğü, tabaka kalınlığı 50 μ m'den 30 μ m'ye düşürüldüğünde RA 8.2 μm'den RA'ya 4,5 μ m'ye düşürülebilir. Titanyum alaşımlı baskılı parçaların yüzey yoğunluğu, enerji yoğunluğu formülünü (E=p/(v × h × t) birleştirerek% 99.95'e yaklaşabilir, burada p güçtür, v hızdır, H, nokta çapıdır ve T, katman kalınlığıdır) ve parametre kombinasyonlarını optimize eder. Bu, gözeneklerin neden olduğu aşındırıcı aşınmayı büyük ölçüde azaltır.
3. Destekleme yapıları için tasarım yeniliği
Asılı yapılar için geleneksel ızgara destekleri yerine -- gibi Destekler gibi, - işlemi işlemi sırasında yüzey hasarını önleyebilir ve desteklerin temas alanını%30'un üzerinde azaltabilir. Boeing'in uyarlanabilir destek yöntemi, basılı havacılık motor bıçaklarının yüzey kusur hızını%0.3'e düşürmek için destek yoğunluğunu dinamik olarak ayarlayarak, daha sonraki bir aşınma - dirençli tedavi için yüksek - kaliteli bir substrat sağlar.
Yüzey yoğunlaştırma ve mikroyapı rekonstrüksiyonu iki post - işleme güçlendirme teknolojileridir.
Sıcak izostatik pres (kalça) kullanarak yoğunlaştırma prosedürü
Kalça teknolojisi, baskılı nesnelerde bulunan gözeneklerin yaklaşık% 99'unu gidermek için yüksek basınç (100-150 MPa) ve yüksek sıcaklık (1000-1200 derece) kombine etkilerini kullanır. Kalça tedavisinin ardından, haddeleme temas yorgunluğu ömrü 2.3 kez yükseltildi ve kobalt krom alaşımından yapılmış türbin disklerinin yüzey sertliği 380 HV'den 520 HV'ye yükseldi. 1500 dereceye kadar yüksek sıcaklıklara sahip bir atmosferde bile, bu tekniği kullanan GE havacılığı ile işlenen atlama motoru yakıt memesi, tutarlı aşınma direncini korur.
2, Sürtünme Karıştırma İşleme (FSP) yoluyla yüzey modifikasyonu
FSP, plastik deformasyon oluşturmak için yüksek - hız dönen karıştırma kafaları kullanarak tahıl boyutunu 0.5 - 1 μm olarak rafine edebilir. Tedavi edilmemiş bileşenlerle karşılaştırıldığında, FSP tedavisi basılı alüminyum alaşım parçalarının yüzey sertliğini 180 HV'ye yükseltebilir ve aşınma direncini%40 artırabilir. Uçak iticilerindeki soğutma kanallarının - soğutma kanallarının dirençli tedavisi gibi karmaşık dahili akış kanalı konfigürasyonları için bu teknoloji özellikle yüzey güçlendirme için uygundur.
LSP veya lazer şok peening
LSP, yüksek - enerji darbeli lazer - indüklenen plazma şok dalgaları kullanılarak 1 mm derinliğe kadar malzeme yüzeyinde artık bir basınç gerilimi tabakası oluşturur. LSP tedavisinin ardından, TC4 titanyum alaşımından yapılmış basılı parçaların yorgunluk aşınma ömrü üçe katlandı ve yüzey mikro sertliği 520 HV'ye yükseldi. C919 uçağının temel iniş dişlisi bileşenleri bu teknolojiyi kullanarak yüzeylerini güçlendirmiştir.
3, fonksiyonel kaplama teknolojisi kullanılarak bir multi - ölçek koruma sistemi oluşturulur.
1. Fiziksel buhar birikimi (PVD) kullanılarak sert kaplama
Sürtünme katsayısı 0.15'e düşürülebilir ve 316L paslanmaz çelik baskılı parçaların yüzey sertliği, multi - ark iyon kaplama teknolojisini kullanan bir CRN kaplamaya uygulanarak 2200 HV'ye yaklaşabilir. 1000 derecelik yüksek bir sıcaklıkta, Siemens enerjisi, tialn kaplama uygulandıktan sonra substrat malzemesine kıyasla gaz türbini bıçaklarının oksidasyon aşınma oranını% 80 azalttı.
2. Lazer kaplama kullanarak gradyan kaplaması
Senkron Toz Besleme Lazer Kaplama Teknolojisi, nikel - tabanlı alaşımların yüzeyinde fecraly/ysz gradyan termal bariyer kaplamaları oluşturmak için kullanılabilir. 1400 derecelik yüksek bir sıcaklıkta, kaplama%0.5'lik bir düşük termal genleşme katsayısını korur ve havacılık motorlarındaki türbin bıçaklarının termal yorgunluk ömrünü 2000 döngülere uzatır - kaplanmamış parçalardan beş kat daha uzun.
3. Nano Kompozitinin Elektroklokasyon Kaplaması
Saf nikel kaplamalarla karşılaştırıldığında, kaplamanın sertliği 650 HV'ye yükseltilebilir ve aşınma direnci, nikel - tabanlı elektroplasyon çözeltisine 0,5 ağırlık nano sic parçacıkları eklenerek% 60 iyileştirilebilir. Bu teknolojinin hizmet ömrü kumlu deniz suyu ortamlarında üç yıla çıkarıldı ve açık deniz platformlarında sondaj pompası şaftlarının yüzeyini korumak için kullanıldı.
4, ortak kullanım durumları ve performans değerlendirmesi
1. uçak motorları için türbin diski
1000 saatlik yüksek - sıcaklık aşınma testi sonra, SLM+HIP+PVD kompozit işlemini kullanan - Royce tarafından yapılan Inconel 718 türbin diski, tipik forged parçalar için 0.8 μm'ye göre sadece 0.2 μm artarak yüzey pürüzlülüğünde kayda değer bir iyileşme gösterdi.
2. Deep - Deniz Sondaj Platformu Şanzıman
CSIC tarafından oluşturulan 316L paslanmaz çelik dişliyi tedavi etmek için kullanılan SLM+FSP+lazer kaplama kompoziti, çukur potansiyelini% 3.5 NaCl çözeltisinde +0.3 V (SCE) 'ye yükseltir ve API 6A standartlarını karşılamak için gereken aşınma direncini sağlar.
3. Otomobil motorları için piston halkaları
200 derecelik yüksek bir sıcaklıkta, SLM tarafından üretilen çeliğin - bazlı piston halkasının sürtünme katsayısı 0.08'e düşürülür ve yakıt tüketim oranı lazer şok güçlendirmesinin ardından% 3.2 azalır ve elmas - Karbon (DLC) gibi karbon (DLC) kaplama işlemi gibi.