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铜合金模具材料电子束选区熔化成形件耐磨性及机理分析 预览
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作者 黄柯 张昌松 +1 位作者 赵阳 李建芳 《模具制造》 2019年第3期86-90,共5页
采用电子束选区熔化成形技术在316L不锈钢基板上成形CuAlOFe3铜合金块体试样,分析了合金试样的物相组织,微观组织、显微硬度和摩擦磨损性能,揭示了EBSM铜合金的磨损机制和耐磨机理。结果表明,EBSM铜合金成形件的物相结构为fee结构的基... 采用电子束选区熔化成形技术在316L不锈钢基板上成形CuAlOFe3铜合金块体试样,分析了合金试样的物相组织,微观组织、显微硬度和摩擦磨损性能,揭示了EBSM铜合金的磨损机制和耐磨机理。结果表明,EBSM铜合金成形件的物相结构为fee结构的基体塑性α相+交替片成(α+γ2)共析相+纳米级弥散分布的K相;截面微观组织为尺寸在30-45μm的等轴胞状晶;由于金属增材制造电子束快冷条件而引起的细晶强化、硬脆相和富铁K相的弥散强化,使得EBSM成形件的平均显微硬度达到215HV,是锻造合金的1.3倍;同时EBSM件在相同干摩擦条件下摩擦系数和磨损体积均小于锻件,耐磨性较锻件提高了1.23倍。磨痕形貌观察,EBSM件的磨损机制主要为磨粒磨损,同时伴随着有粘着磨损、疲劳磨损和氧化磨损。 展开更多
关键词 电子束选区熔化技术 铜合金 组织结构 摩擦磨损
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电子束快速成形TC4合金的组织与断裂性能 预览
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作者 童邵辉 李东 +1 位作者 邓增辉 方虎 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期125-130,共6页
利用超景深显微镜和扫描电镜对电子束选区熔化快速成形的沉积态TC4试样组织与断口形貌进行观察和分析,研究不同几何成形和加载方向对断裂性能的影响。结果表明,断裂性能在垂直试样中受到柱状晶组织的影响,具有各向异性,在沉积方向上的... 利用超景深显微镜和扫描电镜对电子束选区熔化快速成形的沉积态TC4试样组织与断口形貌进行观察和分析,研究不同几何成形和加载方向对断裂性能的影响。结果表明,断裂性能在垂直试样中受到柱状晶组织的影响,具有各向异性,在沉积方向上的断裂韧度为94.94MPa·m^1/2,大于电子束扫描方向的断裂韧度85.33MPa·m^1/2,而伸长率很小,仅为3%;α相形态对断裂性能有影响:水平试样片层状的α集束组织伸长率及断裂韧度优于垂直试样相互交错的针状α组织,最大值为14.5%和101.45MPa·m^1/2,而抗拉强度和屈服强度较小;电子束选区熔化制备的TC4试样断口由许多不同尺寸的韧窝和弯曲的撕裂棱组成,断裂方式以延性韧窝状沿晶断裂为主,水平试样的断口撕裂棱曲折程度、韧窝尺寸和深度大于垂直试样。 展开更多
关键词 电子束选区熔化 断裂性能 各向异性 α相形态 断口
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一种Ti-6Al-4V功能梯度网状结构的设计与压缩性能 预览
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作者 邵世友 李东 +1 位作者 曾春杰 张涛 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期156-160,I0009共6页
通过电子束选区熔化制造具有高孔隙率的多孔Ti-6Al-4V结构,旨在用于替代人类松质骨.开放的网状结构能够提供骨组织向内生长的空间,因此能更好的起到固定的作用.利用计算机辅助设计(CAD),制备一种低密度(0.78g/cm^3),高孔隙率(82%),弹性... 通过电子束选区熔化制造具有高孔隙率的多孔Ti-6Al-4V结构,旨在用于替代人类松质骨.开放的网状结构能够提供骨组织向内生长的空间,因此能更好的起到固定的作用.利用计算机辅助设计(CAD),制备一种低密度(0.78g/cm^3),高孔隙率(82%),弹性模量为2.7GPa的功能梯度网状结构.结果表明,制备的功能梯度网状结构与致密件相比,具有和松质骨接近的的弹性模量,能够有效的避免应力屏蔽效应.此外,通过增加层与层之间的厚度,可以有效的防止裂纹在网状结构中快速扩展,提高安全性.此结构的屈服强度为62MPa,试样的组织中的细小的α’相有利于提高植入物的寿命. 展开更多
关键词 电子束选区熔化 网状结构 孔隙率 植入物
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电子束选区熔化成形Ti6Al4V和316L不锈钢叶轮体微观组织和力学性能的研究
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作者 周斌 张婷 +3 位作者 林峰 郭超 蔡振铭 孔啸 《稀有金属材料与工程》 CSCD 北大核心 2018年第1期175-180,共6页
采用电子束选区熔化技术制造了Ti6Al4V和316L不锈钢2种不同材料的叶轮体,通过对比分析微观组织结构,测量尺寸精度、表面粗糙度、致密度和抗拉强度等方面性能,探讨利用增材制造技术制造叶轮体在工业上运用的可行性。结果表明:制造的Ti6A... 采用电子束选区熔化技术制造了Ti6Al4V和316L不锈钢2种不同材料的叶轮体,通过对比分析微观组织结构,测量尺寸精度、表面粗糙度、致密度和抗拉强度等方面性能,探讨利用增材制造技术制造叶轮体在工业上运用的可行性。结果表明:制造的Ti6Al4V和316L不锈钢叶轮体抗拉强度分别为560~700 MPa和996~1120 MPa,均高于一般锻造标准强度水平,达到工业使用要求。钛合金叶轮体内部存在沿成形方向生长的柱状晶,组织为网篮组织,而成形截面较小的区域晶粒较为粗大,为粗片状的α+β相。不锈钢叶轮体内部存在有规律的鱼鳞状的扫描道熔合痕迹,存在部分粗化的枝晶。 展开更多
关键词 增材制造 电子束选区熔化 微观组织结构 力学性能 叶轮体
电子束选区熔化线能量密度对钛铝合金粉末中铝元素挥发的影响 预览
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作者 周俊 周斌 +2 位作者 李宏新 钱亚 林峰 《电加工与模具》 2018年第4期52-56,共5页
电子束选区熔化具有高能量利用率、高真空环境及粉末床能预热至1000℃以上等特点,可有效避免钛铝合金出现裂纹和氧化现象。但电子束选区熔化会产生元素挥发,严重时会改变合金粉末的元素成分,最终影响合金零件的组织和性能。基于电子束... 电子束选区熔化具有高能量利用率、高真空环境及粉末床能预热至1000℃以上等特点,可有效避免钛铝合金出现裂纹和氧化现象。但电子束选区熔化会产生元素挥发,严重时会改变合金粉末的元素成分,最终影响合金零件的组织和性能。基于电子束扫描线能量密度对电子束选区熔化工艺中Ti47Al2Cr2Nb合金铝元素的挥发及其抑制进行了研究和探讨。结果表明:当电子束线能量密度从1680 J/m增加到2880 J/m时,制备试样的铝元素原子比例从43%逐渐减小到35%,随后又变大到37%;当电子束线能量密度为2160、2400 J/m时,电子束选区熔化试样的显微组织出现等轴化倾向,变为椭圆状组织。为了减少铝元素的挥发,电子束选区熔化输入的线能量密度须控制在约1680 J/m。 展开更多
关键词 电子束选区熔化 钛铝合金 挥发 铝元素
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电子束选区熔化成形角度对TC4合金组织的影响
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作者 童邵辉 李东 +1 位作者 邓增辉 方虎 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第18期83-85,共3页
利用电子束选区熔化技术制备90°、60°、30°和0°的7 mm TC4钛合金试样板,研究了成形角度对显微组织的影响。结果表明:电子束选区熔化制备的试样具有平行于扫描方向的层带组织;90°、60°和30°试样中... 利用电子束选区熔化技术制备90°、60°、30°和0°的7 mm TC4钛合金试样板,研究了成形角度对显微组织的影响。结果表明:电子束选区熔化制备的试样具有平行于扫描方向的层带组织;90°、60°和30°试样中的β柱状晶贯穿多个层带,其主轴平行于粉末沉积方向,β柱状晶内针状马氏体α'相互交错形成网篮状魏氏组织,β柱状晶和马氏体α'的宽度随成形角度减小而增大;成形角度为0°的试样组织为细长的β晶粒,β晶内α相平行分布形成α集束,各β晶粒中的α集束取向不同。 展开更多
关键词 电子束选区熔化 TC4钛合金 成形角度 显微组织
Hot rolling and annealing effects on the microstructure and mechanical properties of ODS austenitic steel fabricated by electron beam selective melting
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作者 Rui GAO Wen-jun GE +3 位作者 Shu MIAO Tao ZHANG Xian-ping WANG Qian-feng FANG 《材料科学前沿:英文版》 SCIE CSCD 2016年第1期73-79,共7页
关键词 奥氏体钢 力学性能 电子束 微观结构 退火效应 热轧 熔化 316L奥氏体不锈钢
熔覆面积对电子束选区熔化Ti-6Al-4V合金组织及硬度的影响
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作者 徐蔚 常辉 +2 位作者 李东旭 朱晓弦 周廉 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2015年第13期53-56,共4页
通过电子束选区熔化(EBSM)快速制造的方法制备了不同熔覆面积的Ti-6Al-4V试样,并分析了熔覆面积对组织和硬度的影响。结果表明EBSM快速成型件的微观组织主要由大量不同取向的片层状琢相和残余茁相所组成,并且随着熔覆面积的增加由细... 通过电子束选区熔化(EBSM)快速制造的方法制备了不同熔覆面积的Ti-6Al-4V试样,并分析了熔覆面积对组织和硬度的影响。结果表明EBSM快速成型件的微观组织主要由大量不同取向的片层状琢相和残余茁相所组成,并且随着熔覆面积的增加由细小的团絮状和片状组织逐渐向粗大规则的网篮状组织转变;EBSM快速成型件的微观组织中琢相比例为60%-70%,琢相体积分数随着熔覆面积的增加而逐渐增加,尺寸明显粗化,残留的茁相逐渐减少;EBSM快速成型件的硬度在368-450 HV,并且随着熔覆面积的增加而逐渐增加。 展开更多
关键词 电子束选区熔化 TI-6AL-4V 显微组织 硬度
Scan Strategy in Electron Beam Selective Melting
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作者 陆伟 林峰 +2 位作者 韩建栋 齐海波 晏耐生 《清华大学学报:自然科学英文版》 EI CAS 2009年第S1期120-126,共7页
In electron beam selective melting process, powder pushed-away phenomena and uneven temperature field are two main obstacles, which are greatly associated with the electron beam scan mode. In this paper, various scan... In electron beam selective melting process, powder pushed-away phenomena and uneven temperature field are two main obstacles, which are greatly associated with the electron beam scan mode. In this paper, various scan strategies, including iterative scan mode, reverse scan mode, interlaced reverse scan mode, randomized block scan mode, and constant length scan mode, are investigated. The analyses for each scan strategy are presented based on the influence to the temperature field over the formation zone and the powder pushed-away phenomena. The most promising strategy, interlaced reverse scan mode, is approved by the ANSYS simulation and a two-dimensional scan experiment. The result shows interlaced reverse scan mode can improve the uniformity of the temperature field and reduce the powder pushed-away phenomena. 展开更多
关键词 SCAN strategy ELECTRON BEAM SELECTIVE MELTING POWDER pushed-away
扫描路径对电子束选区熔化TC4成形件性能影响的数值模拟 预览 被引量:9
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作者 齐海波 杨明辉 齐芳娟 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期5-8,共4页
针对电子束选区熔化成形技术中扫描路径对成形件温度分布的影响,建立了模拟实际工况的有限元模型,并按照加载顺序对旋转成形件进行了单元排序.试验发现,长边、短边及分区扫描下起始边起点和终点均存在较大的温度梯度,旋转扫描不仅... 针对电子束选区熔化成形技术中扫描路径对成形件温度分布的影响,建立了模拟实际工况的有限元模型,并按照加载顺序对旋转成形件进行了单元排序.试验发现,长边、短边及分区扫描下起始边起点和终点均存在较大的温度梯度,旋转扫描不仅能有效降低起始点温度下降程度,而且终点还存在正的温度梯度,避免了起始边温度迅速下降;成形件旋转与反向扫描相结合较大地改善了成形件内部的温度分布均匀程度,降低了成形件由于热应力而产生的翘曲变形.结果表明,采用优化得到的扫描方式成形了TC4钛合金拉伸试块,水平方向抗拉强度为1080MPa. 展开更多
关键词 电子束选区熔化成形 扫描路径 数值模拟 旋转扫描 反向扫描
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电子束选区熔化技术的控制系统设计 预览 被引量:1
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作者 姜明 齐海波 林峰 《机械设计与制造》 北大核心 2008年第1期 189-191,共3页
通过对电子束选区熔化技术控制系统的功能需求进行分析,得到了以PMAC数控卡作为控制系统下位机的控制方案,不仅可以对4个步进电机及限位信号进行运动控制,而且可以进行扫描数据的存储、下载、计算及运行。两年多的运行表明该控制方... 通过对电子束选区熔化技术控制系统的功能需求进行分析,得到了以PMAC数控卡作为控制系统下位机的控制方案,不仅可以对4个步进电机及限位信号进行运动控制,而且可以进行扫描数据的存储、下载、计算及运行。两年多的运行表明该控制方案具有较高的可靠度。 展开更多
关键词 运动控制 扫描控制 电子束选区熔化
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粉末预热对电子束选区熔化成形工艺的影响 预览 被引量:13
12
作者 韩建栋 林峰 +1 位作者 齐海波 杨黎 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期77-80,共4页
研究了电子束选区熔化成形技术中粉末预热工艺对Ti-6Al-4V合金粉末在高能高速电子束作用下抗溃散性能的影响,并对该粉末进行了三维零件成形试验以验证粉末预热在实际成形中的作用。粉末抗溃散试验结果表明,对粉末进行预热可以明显提... 研究了电子束选区熔化成形技术中粉末预热工艺对Ti-6Al-4V合金粉末在高能高速电子束作用下抗溃散性能的影响,并对该粉末进行了三维零件成形试验以验证粉末预热在实际成形中的作用。粉末抗溃散试验结果表明,对粉末进行预热可以明显提高粉末在一定电子束束流下的抗溃散临界扫描速度,增强其抗溃散性能;钛合金粉末的三维成形试验结果表明,粉末预热能够有效地改善成形层表面的“边缘缺陷”和“结球缺陷”,提高表面质量,降低层厚;成形件显微组织观察结果表明,预热对层间结合情况有明显改善。 展开更多
关键词 电子束选区熔化 预热 钛合金粉末 快速制造
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电子束选区熔化技术的粉末预热系统设计 预览
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作者 李文涛 齐海波 +1 位作者 杨黎 林峰 《机械设计与制造》 北大核心 2007年第11期 113-115,共3页
通过对电子柬选区熔化技术中金属粉末的预热方式进行分析和比较,得出了成形底板采用加热板和成形活塞缸上部采用环形加热器进行粉末预热的两种热传导方案;采用短波段的红外辐射灯,并通过旋转装置保证粉末预热和辐射灯不被金属蒸气蒸... 通过对电子柬选区熔化技术中金属粉末的预热方式进行分析和比较,得出了成形底板采用加热板和成形活塞缸上部采用环形加热器进行粉末预热的两种热传导方案;采用短波段的红外辐射灯,并通过旋转装置保证粉末预热和辐射灯不被金属蒸气蒸镀。金属粉末预热后的成形效果明显提高。 展开更多
关键词 粉末预热 电子束选区熔化 热传导 热辐射
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电子束直接金属成形技术的工艺研究 预览 被引量:10
14
作者 何伟 齐海波 +1 位作者 林峰 张人佶 《电加工与模具》 2006年第1期 58-61,共4页
基于电子束的直接金属成形技术利用电子束能量密度高、无反射以及真空加工环境无污染等优点,将电子束加工与快速原型制造技术相结合,可制造传统制造技术无法制造的复杂金属零件。本研究利用自行开发的电子束选区熔化成形设备进行了316... 基于电子束的直接金属成形技术利用电子束能量密度高、无反射以及真空加工环境无污染等优点,将电子束加工与快速原型制造技术相结合,可制造传统制造技术无法制造的复杂金属零件。本研究利用自行开发的电子束选区熔化成形设备进行了316L不锈钢粉末的试验研究,结果发现气雾化粉末具有较好的一维成形能力,但扫描速度不能太快;水雾化粉末聚球现象严重。通过工艺试验和数值模拟,得出气雾化粉末的比例在40%~60%之间的混合粉末具有较佳的成形性能,该粉末的成形过程分为粉末固定、粉末预热及粉末熔化3个阶段。采用电子束选区熔化成形的层片表面光滑平整,内部组织致密、细小,层间为冶金结合。 展开更多
关键词 电子束选区熔化 直接金属成形 快速制造
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热处理对电子束选区熔化制备的Ti-6Al-4V合金组织与力学性能的影响
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作者 张胜雷 陈卓 +4 位作者 曲寿江 冯艾寒 陆煦 沈军 陈道伦 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2018年第10期226-231,共6页
采用电子束选区熔化(Electron beam selective melting,EBSM)技术制备Ti-6Al-4V合金样品,主要研究热处理制度对EBSM制备的Ti-6Al-4V合金的显微组织和力学性能(硬度、拉伸性能)的影响规律。热处理制度包括:固溶时效热处理工艺、去... 采用电子束选区熔化(Electron beam selective melting,EBSM)技术制备Ti-6Al-4V合金样品,主要研究热处理制度对EBSM制备的Ti-6Al-4V合金的显微组织和力学性能(硬度、拉伸性能)的影响规律。热处理制度包括:固溶时效热处理工艺、去应力退火、完全退火。研究结果表明,Ti-6Al-4V粉末形貌优良,粒径分布均匀。随着固溶温度的提高,样品α相片层厚度逐渐增加,且逐渐向等轴状转变,拉伸强度提升,而塑性下降。当固溶温度不变,而时效温度提高时,有更多的α相片层厚度增加并向等轴状转变,使样品的强度下降而塑性提升。采用较低的温度进行去应力退火和完全退火工艺,片层厚度增加,退火后样品的拉伸强度少量下降,而塑性提高。热处理前后,样品的显微硬度的变化规律与拉伸性能相同。 展开更多
关键词 3D打印 电子束选区熔化 TI-6AL-4V 热处理制度 显微组织
金属零件3D打印技术的应用研究 预览 被引量:59
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作者 曾光 韩志宇 +3 位作者 梁书锦 张鹏 陈小林 张平祥 《中国材料进展》 CSCD 2014年第6期376-382,共7页
金属零件3D打印技术作为整个3D打印体系中最为前沿和最具潜力的技术,是目前先进制造技术的重要发展方向。随着科技发展对材料的不断需求,利用快速成形技术直接制造金属功能零件将会成为该技术的主要发展方向。3D打印技术正在快速改变着... 金属零件3D打印技术作为整个3D打印体系中最为前沿和最具潜力的技术,是目前先进制造技术的重要发展方向。随着科技发展对材料的不断需求,利用快速成形技术直接制造金属功能零件将会成为该技术的主要发展方向。3D打印技术正在快速改变着人们传统的生产方式和生活方式。以数字化、网络化、个性化、定制化为特点的3D打印制造技术被外界认为将推动第三次工业革命。激光工程化净成形技术(LENS),激光选区熔化技术(SLM)及电子束选区熔化技术(EBSM)3种技术是金属零件3D打印技术的典型代表。对金属零件3D打印技术,包括基本的技术原理及其技术应用领域进行了介绍,最后对金属零件3D打印技术的发展进行了展望。 展开更多
关键词 金属零件3D打印 激光工程化净成形技术 激光选区熔化技术 电子束选区熔化技术
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电子束预热底板表面温度的测量及数值模拟 预览
17
作者 杨钟毓 齐海波 许红彬 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期 73-76,共4页
针对电子束选区熔化成形技术中存在的真空辐射环境及表面不允许破坏的情况,提出热电偶测温和数值模拟相结合测温的方法对经电子束预热处理的底板表面温度进行测量.热电偶测温为数值模拟中电子束热效率、电子束作用深度和底板厚度三个因... 针对电子束选区熔化成形技术中存在的真空辐射环境及表面不允许破坏的情况,提出热电偶测温和数值模拟相结合测温的方法对经电子束预热处理的底板表面温度进行测量.热电偶测温为数值模拟中电子束热效率、电子束作用深度和底板厚度三个因素的水平进行优化,从而得到合理的数值模拟程序,并利用该数值模拟程序和优化的因素水平对底板表面温度进行合理的预报.结果表明,采用数值模拟及热电偶底面测温相结合可以得到精确度较高的表面温度,底板表面温度达到钛合金粉末烧结温度800℃时的电子束预热时间为1 600 s. 展开更多
关键词 底板表面测温 数值模拟 真空预热 电子束选区熔化成形
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电子束选区熔化技术中可控振动落粉铺粉系统的研究 预览 被引量:3
18
作者 晏耐生 林峰 +2 位作者 齐海波 陆伟 张靖 《中国机械工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第19期2379-2382,2389共5页
分析了快速成形技术中常用供粉系统与铺粉系统的优缺点。结合电子束选区熔化成形技术在真空环境下人工无法干预、成形区域温度高、成形件刚度大等特点和接触式铺粉机构遇到凸起后经常无法越过而导致成形中断的实验情况,提出了一种可控... 分析了快速成形技术中常用供粉系统与铺粉系统的优缺点。结合电子束选区熔化成形技术在真空环境下人工无法干预、成形区域温度高、成形件刚度大等特点和接触式铺粉机构遇到凸起后经常无法越过而导致成形中断的实验情况,提出了一种可控振动落粉铺粉方案。设计了具有粉末结拱与振动破拱功能且不与成形件相接触的上置式铺粉筛及具有称重传感器反馈的铺粉系统,通过改变铺粉筛的运行速度和加速度实现粉末铺送功能。实验结果表明,该系统运行可靠,在铺粉筛中粉末量一定的情况下可实现均匀铺粉,铺粉厚度通过改变铺粉筛运行速度和加速度来获取,最小粉末层厚度可达0.1mm。 展开更多
关键词 电子束选区熔化技术 储供粉系统 铺粉系统 粉末层厚
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三维金属零件的电子束选区熔化成形 预览 被引量:21
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作者 颜永年 齐海波 +3 位作者 林峰 何伟 张浩然 张人佶 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期 87-92,共6页
针对电子束选区熔化成形技术中金属粉末在高能电子束作用下容易溃散的特点,进行不同形状的316L不锈钢粉末的成形研究,得出既不溃散又具有较好成形性的粉末配比。针对成形过程中成形区域的温度场分布特点,提出成形件旋转法和多连通区域... 针对电子束选区熔化成形技术中金属粉末在高能电子束作用下容易溃散的特点,进行不同形状的316L不锈钢粉末的成形研究,得出既不溃散又具有较好成形性的粉末配比。针对成形过程中成形区域的温度场分布特点,提出成形件旋转法和多连通区域零件的薄层切割法,能较好地解决成形件第一条扫描线球化和成形区域不同部位所需温度不相同的问题,简化CAD模型的数据处理过程。在材料研究和工艺研究的基础上,制造出三维金属零件,层间为完全冶金结合,层内没有未熔颗粒和空洞,组织结构为均匀细小的蜂窝状枝晶组织,水平和垂直拉伸试样的极限强度和断后伸长率为600MPa、40/和560MPa、35/。 展开更多
关键词 快速制造 电子束选区熔化成形 316L不锈钢粉末 温度场
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