粉末激光烧结技术在波音公司的成功应用

原理、设备和材料粉末激光烧结技术是近年来迅速发展的一种快速成形和快速制造技术,特别是在航空工业领域具有广阔的应用前景。选择性粉末激光烧结(SelectiveLaserSintering,SLS)的基本原理是以激光束为能源,将粉箱表面一层的粉末(塑料、金属或树脂砂)按照制件的轮廓截面进行烧结固化后,升降台下降一层高度(通常是0.1mm,也可以根据需要设为0.05mm),铺粉辊再铺一层新粉末,然后不断重复这一过程,直至制作完毕,其工作原理如右图所示。美国3DSystems公司今年6月和9月先后推出2种最新的Sin-terstationPro设备,2种型号的差别主要是成形空间的…     

表面完整性对航空发动机零件疲劳寿命的影响分析

对航空发动机典型传动零部件的工艺特点进行了系统分析,以摇臂为载体进行了大量的工艺试验.试验结果表明,零件的表面完整性(粗糙度、表面应力等)得到改善后,其疲劳性能得到极大的改善.     

几种金属表面修补方法技术性能比较

当前,重要零部件或模具表面局部的修补技术较多,按修补层与基体的结合特征,可归纳为:喷涂、镀覆、粘涂、堆焊等技术,各有其特色和不足。1.各种热喷涂技术修复层的性能选择范围广,可以实现零部件表面的一般修复和强化修复,但其缺点是修复层与基体间的结合强度低(结合强度为1～100MPa之间,大多数为1～50MPa),限制了它的应用范围,如无法修复模具的型腔表面损伤。2.粘涂修复技术虽然施工比较简便,粘涂层的性能可选的范围也广,但应用范围的限制条件仍然是粘涂层与基体间结合强度低(一般只有1～100MPa之间)。3.镀覆技术主要有电镀、电刷镀、化学镀等,特别是20世纪80年代以后推广应用的电刷镀技术,虽然工艺简便、镀后不需要加工,镀层性能选择范围广,并适合机械零部件的现场修复,但镀层与基体间的结合,虽属晶体结构外延生长,其结合强度明显高于热喷涂和粘涂层,但与冶金结合相比,仍然比较低,一般为150～300MPa之间,特别是镀层的“临界厚度”(即每种镀层的一次镀覆厚度的最大值,超过该临界值就会脱落)限制了它的应用,该技术也不适合铸件砂眼、气孔的修复。4.堆焊修复虽然堆焊层与基体间属于冶金结合,具有300～500MPa的(下转第...     

置氢对TC21合金粉末物理性能和压制性能的影响

采用扫描电镜观察、粉末镶嵌试样、XRD和模压成形等方法,研究了置氢(H,wt%)对TC21合金粉末颗粒形貌、表面状态、显微组织、相组成、显微硬度和压制性能等的影响.结果表明:置氢TC21粉末颗粒形貌为不规则状,粉末主要由亮相α相及暗相β相组成,颗粒显微组织呈片状、α/β集束状和网篮状.随置氢量的增加,置氢TC21粉末显微硬度呈降低趋势;α相逐渐减少,β相逐渐增多,并且有少量的α"相生成;粉末的压缩性能呈先变差后变好的不明显变化趋势,成形性能先变差又逐渐变好,置氢量0.10 wt%,0.39 wt%TC21粉末压制性能较好,置氢量0.22 wt%的TC21粉末的压制性能最差.     

表面改性

正材料和零部件的失效主要源自表面,一方面是因为表面易产生腐蚀或磨损,导致应力集中,另一方面表层受变形约束小,易形成裂纹,是薄弱部位。为提高材料和构件的表层性能,采用了多种改性手段来调整表面的化学成分、组织结构、残余应力以获得预期的使役性能。     

快速凝固粉末冶金轻合金的研究发展概况

用快速凝固(或称快速固化)法粉末制成的合金具有耐磨性和耐热性优异、线膨胀系数低、纵向弹性模量高等优点。特别是Al、Ti、Mg等合金,具有下列优点:①凝固组织细微;②金属间化合物细微、均匀弥散;③合金元素的固溶范围显著增大[例如快速凝固铝粉中铁的固溶限度在平衡状态下为0.05%(重量);而在快速凝固粉末状态下可以固溶8%～10%(重量)];④合金添加元素的偏析少,因此材料性能大幅度提高。     

电子束选区熔化成形技术及应用

电子束选区熔化成形技术是一种以电子束为热源的金属材料增材制造技术,可成形具有复杂形状的高性能金属零部件,在航空航天、生物医疗、汽车制造等领域有着广阔的应用前景。简要介绍了电子束选区熔化成形技术的基本原理,综述了不同粉末材料电子束选区熔化成形组织与性能研究现状、电子束选区熔化成形过程数值模拟方法、电子束选区熔化成形技术的应用,最后指出改进技术迫切需要解决的问题并展望其未来发展趋势。     

粉末火箭发动机研究进展

新型粉末火箭是以颗粒形态燃料或氧化剂为主要推进工质,以少量流化气体为输送介质的火箭推进系统,具有推力可调、多脉冲工作的功能和结构简单、环境温度适应性强、工作可靠性高等性能优势,在近地空间开发、深空探测等领域具有深远的研究价值。本文针对粉末火箭发展历史及技术现状进行了概述分析,并以此梳理出粉末推进剂装填与改性、粉末供给输送、粉末喷注与燃烧等主要关键技术,并对包括冷态标定、常压点火以及样机试车等粉末火箭发动机系统研究过程进行了介绍,同时提出了高性能粉末推进剂研究、发动机低压点火、粉末输送分流与多点喷注、发动机系统控制、环境温度适应潜力等是粉末火箭发动机技术的发展方向。通过对粉末火箭发动机研究经验归纳整理,明确了粉末发动机自身工作特点与优势。     

环氧粉末涂层性能简介

粉末涂料是用单一的合成树脂或者在树脂中加入固化剂、改性剂、颜料和填料,经热熔混合后冷却,将固体块粉碎成粉末过筛而成的热固性涂料。粉末涂料可以用硫化床、静电喷涂或其他一些方式涂敷于金属表面起着装饰,防腐,绝缘等作用。粉末涂层与各种漆料涂层相比具有许多优点: 1.涂层与机体的结合力强; 2.涂层机械性能(抗拉、抗弯曲开裂、硬度和耐磨)指标高; 3.化学性能(耐酸、碱、盐腐蚀、防霉、防潮)稳定性好;     

镍铝氮化硼封严涂层喷涂工艺研究

以镍铝包氮化硼粉末为喷涂材料,采用大气等离子喷涂工艺制备高温封严涂层,以扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等方法分析、观察了涂层的组织及结构,测试了涂层的结合强度和表面洛氏硬度。结果表明:涂层呈典型的层状结构,由镍铝金属化合物、氮化硼多相组成,涂层与基体结合强度为10.57MPa,涂层表面洛氏硬度为74.8(HR15Y),涂层抗热震性能良好。     

机器人关键技术——智能制造的保障——访国家“千人计划”专家,中国科学院宁波材料所研究员杨桂林

():请问基于机器人力控制技术的大型零部件表面精密加工系统对大尺度精密制造发挥着怎样的重要作用?难点和关键技术是什么? 杨桂林:对于大型零部件的精密表面加工,目前仍主要依赖于人工作业,原因有二:(1)由于大尺度零部件结构复杂、尺寸较大,传统的机床设备受到工作空间及灵活度的限制,难以适用;(2)大型的精密零部件在进行打磨抛光等连续接触式去除材料加工时,材料的去除率和刀具与工件的接触力直接相关,要保证加工精度除了需要传统的运动控制外还需要对加工时的接触力大小进行控制.     

粉末耐热钛合金组织性能及成形技术

采用热等静压技术及旋转电极粉,采用预合金粉粉末冶金工艺开展了粉末耐热钛合金TC11(Ti-6.5AJ-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si)制备技术研究,研制出了全致密粉末TC11合金,通过热处理工艺研究优化粉末TC11材料的组织和性能.利用光学显微镜,对其组织进行了分析,用SEM观察了旋转电极粉末形貌,对室温及高温(550℃)拉伸性能及弹性模量等进行了测试分析.粉末TC11合金的组织和性能与同批次TC11锻棒材料进行了对比研究.利用特殊模具成形,开展了粉末TC11构件近净成形技术的研究,实现了整体大尺寸、带网格加强筋的薄壁粉末TC11合金航天飞行器舱体件近净成形,且未检测出内部缺陷.研究结果表明,粉末TC11合金具有与锻造材料相当的拉伸性能,而弹性模量更优,其金相组织均匀细致,形成了网篮组织,并有围绕其分布的等轴α.粉末TC11合金及合适的近净成形技术可在高性价比、高可靠性的轻质耐热航天飞行器构件制备中得到应用.     

高超声速飞行器TPS破损修复涂料

分别采用环氧树脂和呋喃树脂作为基体混合碳化硅粉末与晶须制备了耐高温修复涂料.以氧-乙炔烧蚀试验测试涂料的耐高温烧蚀性能,用扫描电子显微镜分析烧蚀后涂料表面的微观形貌,用X射线衍射、表面能谱分析对涂料烧蚀后成分进行分析表征.结果表明:碳化硅粉末与晶须的质量分数比为8/4的呋喃树脂/碳化硅体系涂料具有良好的耐高温烧蚀性能,...     

激光选区熔化用AlSi10Mg粉末显微组织与性能

采用超音速气体雾化制备Al Si10Mg粉末,粉末经分级后通过激光选区熔化制成试块。利用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪研究粉末和试块的微观组织、组成相及演变情况,通过拉伸实验测试试块的室温拉伸性能。结果表明,Al Si10Mg粉末粒径分布符合激光选区熔化工艺要求,粉末呈球形或类球形。粉末组织细小均匀,主要由α(Al)基体和(α+Si)共晶组成。试块熔池形貌清晰可见,组织均匀、致密,其致密度达到99.5%;该组织中仅存在α(Al)和极少量Si相,几乎所有合金元素均固溶于Al基体中。经室温拉伸性能测试,试块的抗拉强度达到了442 MPa。     

Rene‘95粉末合金喷丸强化研究

研究了Ｒｅｎｅ’９５热等静压粉末高温合金喷丸后的残余应力场、组织结构、密度及其与高温疲劳性能间的关系。结果指出，喷丸引起表面形变层内的上述变化，能够有效地提高粉末合金高温下的高周和低周疲劳性能。     

一种铝板表面保护膜的性能和应用

本文介绍一种保护铝合金板表面在运输、贮存和加工过程中防止生锈和机械损伤的表面保护膜(简称 SPF 膜)它是由高压聚乙烯和橡胶型压敏胶粘剂等组成,能很好地粘附于铝板表面,具有一定的强度和较好的耐热老化性能,在-40—70℃范围内性能稳定。生产试用考验证明该保护膜是成功的。     

钛合金加工表面完整性的研究现状与展望

钛合金作为航空发动机等高端装备零部件的关键材料,具有良好的高比强度、优异的抗腐蚀性与超强的断裂韧性与疲劳性能.作为典型的航空难加工材料,钛合金在制造过程中引起的表面完整性对其服役性能与可靠性有着至关重要的影响.为此,从切削加工、磨削加工、复合加工与特种加工4个工艺角度对钛合金制造过程中表面完整性的研究现状进行详细阐述....     

金属增材制造技术在航空发动机领域的应用

从增材制造技术的基本概念出发,研究了适用于金属材料的定向能量沉积(DED)技术和粉末熔覆(PBF)技术的基本原理、技术内涵以及技术发展,重点分析了增材制造技术在开发燃油喷嘴和低压涡轮叶片等商业化零部件的应用,以及对涡轮叶片、整体叶轮和齿轮等航空发动机部件的修复.研究表明,金属增材制造技术广泛适用于钛合金、镍基合金、钛铝合金等金属材料的航空发动机部件,在设计、制造和经济可承受性等方面具有优势.      

73除油,除锈,磷化,钝化,“四合一”金属防腐处理液的研制

本文总结了73除油、除锈、磷化、钝化“四合一”金属多功能处理液的研究概况。研究表明,以锰盐为主盐,添加有成膜剂、加速剂、活性剂和钝化剂的73液是一种无毒,不污染环境,同时具有除油、除锈、磷化、钝化四种功能的处理液。适用于各种冷轧低碳钢和铝制件涂漆前或塑料粉末静电喷涂前的预处理。性能测试结果表明达到了产品涂装前对表面预处理质量的要求。与同类产品比较,具有使用温度接近室温,槽液酸度低,粘度小,处理后工件表面残液少,易于干燥等优点。73液已作为涂漆和喷塑前的预处理液获得广泛应用。     

激光重熔等离子喷涂纳米氧化锆热障涂层组织与性能

采用等离子喷涂纳米氧化锆(ZrO_2-8%Y_2O_3)团聚粉末制备了纳米氧化锆热障涂层,利用连续CO_2激光对其进行重熔处理.以常规热障涂层作为比较对象,研究了纳米氧化锆热障涂层和激光重熔涂层的组织结构、硬度、抗热冲击性能.结果表明:纳米氧化锆热障涂层组织结构为独特的纳米-微米复合结构,主要有柱状晶和未熔融或部分熔融纳米颗粒组成;激光重熔热障涂层的组织结构为表面等轴晶+断面柱状晶.硬度试验和抗热冲击性能试验综合比较结果显示:相对于常规氧化锆热障涂层,纳米氧化锆热障涂层和激光重熔热障涂层拥有更好的性能.因此将纳米技术和激光重熔表面处理技术与等离子喷涂技术结合起来制备热障涂层是提高热障涂层性能的非常有前景的工艺方法.