东部三维网 学习论坛 查看内容

国内激光技术制造马氏体模具钢的进展

2019-11-03| 发布者: www.d83w.com | 查看: 1292|原作者: 东部三维网

摘要:霉菌是万业的母亲。目前,国产模具钢已不能满足国内模具行业的需求。每年约有25%的模具需要从国外进口,主要用于中高档模具。原因之一是国产合金钢在品种,质量,尺寸规格和性能上与国际先进水平有一定差距。差

霉菌是万业的母亲。目前,国产模具钢已不能满足国内模具行业的需求。每年约有25%的模具需要从国外进口,主要用于中高档模具。原因之一是国产合金钢在品种,质量,尺寸规格和性能上与国际先进水平有一定差距。

差距也意味着机遇,尤其是在高端模具钢市场中。到目前为止,国内产品市场份额很小,这个市场将成为国内模具行业的发展趋势,潜在市场很大。在本期杂志中,3D科学谷与谷友分享了通过粉末床激光3D打印技术制造马氏体模具钢的进展。

解决大颗粒问题

模具钢大致可分为三种:冷作模具钢,热作模具钢和用于锻造,冲压,切割,压铸等的塑料模具钢。由于各种模具的不同使用和复杂的工作条件,模具用钢应根据其制造的模具的工作条件具有高硬度,强度,耐磨性,足够的韧性,高淬透性和淬火性。硬等工艺性能。

通常在常规加工后对模具进行淬火和回火,并且模具的形状非常复杂,因此需要高淬透性,小变形和低裂纹倾向。通过常规方法制造的模具具有较长的生产周期,模具的可淬性差,并且在淬火过程中模具的破裂导致报废的挑战。

解决现有成型技术中工艺复杂,成本高,报废率高的问题。 3D科学谷了解到,南京航空航天大学通过调整激光加工工艺的工艺参数来改善成形模具的粗糙度,从而改善了其机械性能。用锰,镍,铬等合金元素稳定过冷奥氏体,在激光加工的最大冷却速率下获得均匀的马氏体组织,从而消除了激光加工完成后的后续“淬火”过程,成型模具由传送带送入真空热处理室,以完成回火过程以释放其内部应力。

具体而言,南方航空在激光3D打印马氏体模具钢生产中所体现的技术特征包括:粉末制备,激光打印过程控制和后热处理。

第一种情况

粉末制剂向铁粉中添加相同粒径和相同形状的Mn,Ni和Cr粉末。铁粉的平均粒径为60μm,Mn,Ni和Cr粉的质量百分比分别为2.0%和4.0%。 1.2%;将金属粉末均匀混合,并放入干燥箱中8小时。

激光打印过程控制:

气体控制:首先打开真空管和真空泵进行一定程度的抽空,然后将氩气作为保护气送入成型腔,引入的氩气浓度不低于99.99%。重复施加真空并用保护气体充入三次,并将成形室中的氧含量控制在8ppm的浓度范围内。

激光和过程控制:所使用的激光光斑直径为60μm。激光扫描方式为“ S形正交堆积缺陷”扫描,并进行成形模具的二维模型轮廓的背面,激光扫描速度为350mm/s。激光飞行速度为3500 mm/s;激光功率70 W;扫描间距为60μm。此时,激光线能量密度η为200J/m。每次将成型筒的高度降低25μm

后热处理:通过传送装置将成型模具发送到真空热处理室。低温回火处理后,用炉冷却至室温。低温回火处理温度为300℃,升温速率为10℃/min,处理时间为5.5小时。将该炉冷却至室温。因此,获得具有均匀且细化的马氏体组织的成型模具。

图片:经过上述过程,中国南方航空获得的马氏体模具钢的显微组织

情况2:

添加的锰,镍和铬粉末的质量百分比分别为2.2%,4.2%和1.1%;

激光功率设定为62.5W,扫描速度设定为250mm/s,此时激光线能量密度η为250J/m。

其他处理条件与情况1相同。

如下图所示,在情况2的加工条件下,所得到的回火马氏体组织不仅具有均匀细小的特征,而且具有新颖的纠缠结构,有利于进一步提高合金的力学性能。成型模具。

图片:经过上述过程,中国南方航空获得的马氏体模具钢的显微组织

当然,除了粉末制备,激光加工控制和后热处理以外,南航的研究还涉及对激光扫描速度V对熔池的过冷和凝固速度,冷却速度的更详细和严格的研究。这里没有描述淬火效果和马氏体相变的影响,相变应力和热应力的相互作用,晶格常数的影响等。值得深思的是,在传统加工技术中,高端模具钢的原材料方面是一个短期的板块,长期制约着中国模具的发展。 3D科学谷认为,结合制造过程和3D打印技术对新材料的研究,这就是模具制造。从材料突破到制造过程,另一个想法和发展空间已经打开。

版权3D科学谷,转载请链接至:

请将您的网站提交到



友情链接:

版权所有© 东部三维网 | 备案: 皖ICP备11016851号-1 | www.d83w.com . All Rights Reserved | 网站地图