综合归纳增材制造工艺影响因素
日期:2018/08/20类型:行业新闻
关键词:Im体育app官方入口料,金属粉末注射成型,MIM技术,MIM新材料,粉末冶金,精密复杂零件,精密结构件,一次成形,脱脂烧结,MIM手机零件,MIM智能穿戴,MIM陶瓷应用,MIM汽车零件,MIM医疗器械,粉末冶金微型齿轮,粉末冶金小模数齿轮
综合前两篇关于增材制造的介绍,即《浅谈金属增材制造技术的工艺方法》和《简单分析增材制造工艺的主要影响因素》可知,使用增材制造技术加工工件时,首先要根据材料的特性选定热源类型、功率大小及扫描速度等参数,然后将材料通过输送装置置于加工区,并在热源的作用下逐步成型。增材制造过程是一个非连续加工过程,工艺过程的稳定性、一致性是其成败的关键。产品加工的稳定性、一致性的要求需要由材料、热源、工艺流程等因素的共同作用才能保证。增材制造过程中,一般热源的类型、功率大小及扫描速度是恒定的,即加工过程中材料成型的热源是稳定一致的。加工过程中,热源会同时与粉末及已成型区的基体发生作用,采用铺粉方式送粉时,热源对粉末的作用更加的直接;而采用直接送粉方式时,热源与基体之间的作用会变得更明显。
粉末无论采用哪种方式被置于成型区,在相同的作用区域、空间,热源对粉体作用总量是稳定的。热源作用于材料时,受作用机理以及材料自身状态(如粒度、球形度、表面状态)等因素的影响。因此,增材制造过程的稳定性最终由材料的稳定性、一致性所决定。材料的一致性越好,加工过程中材料发生的冶金变化越稳定,这样才能保证扫描路径中材料的变化以及最终的性能更加的稳定、一致。对于粉末材料,性能的一致性不仅包括材料的化学成分、组织、力学性能等常规性能一致,同时其形貌特征,如粒径大小、球型度等因素也是重要的指标。最理想的增材制造用粉末应是粒径尺寸、外形一致的。受生产工艺及方法的限制,实际生产中很难采用完全一致的材料,加工用的粉末一般由多种粒径的粉末混合而成。为保证加工过程中的稳定性,这种混合粉末在加工过程中发生的冶金变化应控制在合理的范围内。
由增材制造技术的特点可知,k为常数。当Q供/Q需=1时是最理想的加工状态,材料在热源的作用下即不会过热,也不会欠热;而当Q供/Q需>1时,说明加工过程中热源的供给超过需求,多余的能量会将粉末加热到高于成型所需的温度;当Q供/Q需<1时,说明能量的供应不足。由于粉末直径越小,在其他参数相同的条件下,Q供/Q需的比值越大,即能量供应过量幅度越大,越容易在成型过程中出现过热现象。过度的加热可能会造成材料熔融过度,熔池温度过高,熔池内金属液的流动情况变得更为复杂,有可能使金属液发生飞溅现象,过高的温度更容易使合金元素发生烧损,甚至会导致元素与保护气体发生反应而引入夹杂等问题。粉末直径越小,比表面积越大,越容易发生团聚现象,团聚后的粉末会大大降低粉末的可输送性。
金属熔融后,受表面张力的作用极易发生球化,由于成型中冷却速度快,球化可能会被完全保留下来,使得工件的表面质量下降,严重时可以造成加工无法进行。实际生产中发现,加工过程中发生球化现象的程度随粉末中细粉的比例增大而增强。当粉末直径过大时,加热过程获取的能量无法充分地将粉末加热至理想成型温度,这可能导致材料的冶金变化不完全,影响材料之间的结合力,使得工件的致密性下降。当粉末直径达到一临界值时,成型过程将完全无法进行。由函数的变化规律可知,在以d0为中间的相邻区域内,函数的变化较为平缓,此时能量的供给与需求之比偏离理想状态相对较小,这利于保持增材制造过程的稳定性。由此可推知,增材制造用的粉末材料粒度分布应在一个比较窄的范围内。这与目前增材制造用粉的粒度一般在200~500目的实际情况相符合。
综上所述,Im体育app官方入口料对增材制造技术作出以下三点结论:
1、增材制造是一种新兴的成型技术,而材料是制约增材制造工艺广泛应用的主要因素。
2、增材制造用粉末材料与粉末冶金用粉末材料在本质上没有区别,但其粒度分布要求更为严格,需控制在一个较窄的范围内。
3、增材制造用粉末的粒径、粒度的分布由热源类型、成型参数所决定。
更多关于金属粉末冶金的相关内容,欢迎咨询Im体育app官方入口料。