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特种铸造及有色合金:基于正交试验的34CrNiMo6钢激光成形工艺优化

2023-07-27
摘要:本课题通过激光立体成形技术制备了34CrNiMo6钢单道单层、单道2层和单道5层沉积试样,采用正交试验设计研究激光功率、扫描速度和送粉速率3个主要工艺参数对沉积层厚度和横截面积的影响,并进行工艺优化,旨在为其应用提供参考。

   【作 者】 时尚;刘丰刚;黄春平;舒宗富

   【引 言】

  34CrNiMo6钢(德国牌号)是一种优质的低合金中碳高强调质钢,相当于国内的40CrNiMoA钢[1~3]。因其具有优良的综合力学性能,被广泛应用于制造一些承载构件或关键部件,如发动机的凸轮轴、连杆、传动轴等[4~5]。但随着零件的更新迭代,采用传统工艺制备的零件越来越难以满足实际需求。激光立体成形技术(Laser solid forming, LSF)是在20世纪80年代末期出现的在快速原型技术的基础上结合自动送粉激光熔覆技术所发展起来的一项工艺[6,7],激光立体成形技,术具有的同步材料送进特征,可以实现同一构件多材料的任意组合制造和梯度结构制造,并且成形零件的尺寸基本不受限制。激光立体成形技术的出现显著缩短了零件的制造周期,使制造效率得到大幅提升[8,9],因此,利用激光成形制造34CrNiMo6钢零件有巨大的应用前景。

  本课题通过激光立体成形技术制备了34CrNiMo6钢单道单层、单道2层和单道5层沉积试样,采用正交试验设计研究激光功率、扫描速度和送粉速率3个主要工艺参数对沉积层厚度和横截面积的影响,并进行工艺优化,旨在为其应用提供参考。

  【结 论】

  (1)SLM成形34CrNiMo6钢最佳工艺参数的影响因素依次为:扫描速度>送粉速率>激光功率。最佳工艺:激光功率为2 800 W、扫描速度为600 mm/min、送粉速率为15 g/min。

  (2) SLM成形34CrNiMo6钢随着沉积层数的增加,单层熔覆沉积层的厚度逐渐增加,变化范围为0.125-0.156 mm。

  (3)SLM成形34CrNiMo6钢不同工艺参数下单道单层沉积试样热影响区的最大硬度(HV)差别明显,最大值为829,最小值为666。而单道5层沉积试样,在基材热影响区上既有硬度明显高于沉积区的淬硬区域,也存在比沉积区硬度更低的回火作用区域。

  以下是正文:

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标签: 成形