蘇州諾曼比爾材料科技有限公司 2018-05-10

導讀:3D打印,作爲新時代的高科技產物,在傳統產業經濟持續低迷的情況下,臨危受命,肩負着一部分振興未來制造業的重任。作爲新興的革命技術,3D打印也在不斷與時俱進,開拓創新。 在3D打印行業,金屬工件越來越成熟。金屬3D打印金屬材料的應用領域相當廣泛,例如,石化工程應用、航空航太、汽車制造、輕金屬合金鑄造醫療、電力工業等等。

3D打印金屬材料的熱處理

  不鏽鋼 

  不鏽鋼與碳鋼不同,目前的鉻含量不同,10.5%鉻含量最低的鋼合金,不鏽鋼不容易生鏽腐蝕。目前,應用於金屬3D打印的不鏽鋼主要有三種:

  奧氏體不鏽鋼316L、馬氏體不鏽鋼15-5PH、馬氏體不鏽鋼17-4PH。

  奧氏體不鏽鋼316L,具有高強度和耐腐蝕性,可在很寬的溫度範圍下降到低溫,可應用於航空航太、石化等多種工程應用,也可以用於食品加工和醫療等領域。

  馬氏體不鏽鋼15-5PH,又稱馬氏體時效(沉澱硬化)不鏽鋼,具有很高的強度、良好的韌性、耐腐蝕性,而且可以進一步的硬化,是無鐵素體。目前,廣泛應用於航空航太、石化、化工、食品加工、造紙和金屬加工業。馬氏體不鏽鋼17-4PH,在高達315℃下仍具有高強度高韌性,而且耐腐蝕性超強,隨着鐳射加工狀態可以帶來極佳的延展性。

  
       鈦合金

  鈦合金具有耐高溫、高耐腐蝕性、高強度、低密度以及生物相容性等優點,在航空航太、化工、核工業、運動器材及醫療器械等領域得到了廣泛的應用。

  傳統鍛造和鑄造技術制備的鈦合金件已被廣泛地應用在高新技術領域,如美國F14、F15、F117、B2和F22軍機的用鈦比例分別爲:24%、27%、25%、26%和42%,一架波音747飛機用鈦量達到42.7t。但是傳統鍛造和鑄造方法生產大型鈦合金零件,由於產品成本高、工藝復雜、材料利用率低以及後續加工困難等不利因素,阻礙了其更爲廣泛的應用。而金屬3D打印技術可以從根本上解決這些問題,因此該技術近年來成爲一種直接制造鈦合金零件的新型技術。

  TiAl6V4(TC4)是最早使用於SLM工業生產的一種合金。但是3D打印鈦零件由於鈦本身的抗塑性剪切變形能力和耐磨性差,限制了其在高溫和腐蝕耐磨條件下的使用。因此錸(Re)和鎳(Ni)被引入鈦合金中,3D打印的Re基復合噴灌已經成功應用於航空發動機燃燒室,工作溫度可達2200℃。

  
       鋁合金
  
  鋁合金具有優良的物理、化學和力學性能,在許多領域獲得了廣泛的應用,但是鋁合金自身的特性(如易氧化、高反射性和導熱性等)增加了選擇性鐳射熔化制造的難度。

  目前,SLM成形鋁合金中存在氧化、殘餘應力、空隙缺陷及致密度等問題,這些問題主要通過嚴格的保護氣氛,增加鐳射功率,降低掃面速度等改善。目前,SLM成形鋁合金材料主要集中在Al-Si-Mg系合金,主要有鋁硅AlSi12和AlSi10Mg兩種。

  鋁硅12,是具有良好的熱性能的輕質增材制造金屬粉末,可應用於薄壁零件,如換熱器或其他汽車零部件,還可應用於航空航太及航空工業級的原型及生產零部件;硅/鎂組合使鋁合金更具強度和硬度,使其適用於薄壁以及復雜的幾何形狀的零件,尤其是在具有良好的熱性能和低重量場合中。

  
     銅基合金

  應用於市場的銅基合金,俗稱青銅,具有良好的導熱性和導電性,可以結合設計自由度,產生復雜的內部結構和冷卻通道,適合冷卻更有效的工具插入模具,如半導體器件,也可用於微型換熱器,具有壁薄、形狀復雜的特徵。
 

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