Issiqlik bilan ishlov berishdan oldin va keyin metall 3D bosilgan qismlarning ishlashida sezilarli farq bormi?

1. Mikrostruktura: sifatning nuqsonlardan zichlikka o'zgarishi
Metall 3D bosib chiqarish jarayoni materialni tezda isitish va sovutishni o'z ichiga oladi, bu esa ob'ektlar ichida juda ko'p mayda nuqsonlarning paydo bo'lishiga olib keladi. Masalan, lazerli kukunli qatlamli eritish (LPBF) usulida eritmalar hovuzi tez soviydi, bu esa don chegaralarida yuqori zichlikdagi dislokatsiyalar va mikroporlarga ega bo'lgan qo'pol ustunli kristallarni hosil qiladi. Bu nuqsonlar nafaqat materialning zichligini pasaytiradi (odatda 98% -99,5%), balki ular yoriqlar paydo bo'lishiga olib keladi, bu esa qismlarni mexanik sifatlari jihatidan zaifroq qiladi.
Issiqlik bilan ishlov berish quyidagilarni amalga oshirish orqali mikro tuzilmani yaxshilaydi:
Zichlanish: Issiq izostatik presslash (HIP) bilan ishlov berish qismning ichki teshiklari va mikro yoriqlarini yopish uchun yuqori harorat (odatda materialning erish nuqtasidan 0,7-0,9 marta) va yuqori bosim (100-200MPa) bilan ishlaydi. Masalan, HIP bilan ishlov berishdan so'ng, ma'lum bir aviatsiya dvigateli uchun yuqori haroratli qotishma qismlarining zichligi 99,2% dan 99,99% gacha ko'tarildi va qismlar sinishidan oldin besh baravar uzoq davom etishi mumkin edi.
Donni tozalash: tavlanish paytida qayta kristallanish jarayoni don hajmini kichikroq qilishi mumkin. Misol uchun, alyuminiy qotishma bosilgan qismlarni 2 soat davomida 350 daraja haroratda tavlash don hajmini 100 mkm dan 20 mkm gacha kamaytiradi va hosildorlikni 15% ga oshiradi.
Fazalar o'zgarishini nazorat qilish: po'latni so'ndirganda va qattiqlashtirganda, siz martensit va qoldiq ostenitdan iborat ikki-fazali tuzilmani yaratishingiz mumkin. Masalan, 1050 gradusda söndürülmüş va 200 gradusda qattiqlashtirilgandan so'ng, qolib po'latdan bosilgan qismlarning qattiqligi 58HRC ga etadi va ular ishlov berilmagan qismlarga qaraganda uch baravar ko'proq aşınmaya bardoshli.
2, Mexanik xususiyatlar: mo'rt bo'lishdan kuchli bo'lishga o'tish
Metall 3D bosilgan buyumlarning mexanik xususiyatlarini yaxshiroq qilish uchun issiqlik bilan ishlov berish juda muhimdir. Masalan, yuqori{2}}haroratli qotishma GH4169 ga qaralganda, bosilgan qismlar zarb qilingan qismlarga qaraganda bir oz pastroq valentlik va oqish kuchiga ega, ammo sinish cho'zilishi va kesma qisqarishi- ancha yomonroq. Muntazam issiqlik bilan ishlov berishdan so'ng (stressni bartaraf etish va gomogenizatsiyani tavlash) xona haroratida va yuqori haroratda uning valentlik sifatlari zarb qilish me'yorlariga javob beradi yoki undan oshadi. Uning yuqori{7}}haroratga chidamliligi soxta qismlarnikidan ham ustundir.
Ishlashdagi nomutanosibliklar quyidagilarda ko'rsatilgan:
Kuchni oshirish: Söndürme jarayoni martensitik strukturani tez sovutish orqali hosil qiladi, bu esa uni ancha qiyinlashtiradi. Masalan, nikel asosidagi yuqori haroratli qotishma-bosma qismlarning so'ndirilishidan so'ng valentlik kuchi 460MPa dan 585MPa gacha ko'tariladi.
Yaxshiroq qattiqlik: Temperatsiya stressni so'ndirishdan xalos bo'lishi va narsalarni qattiqroq qilishi mumkin. Misol uchun, 550 gradusda söndürme va temperleme so'ng, avtomobil transmissiya milining bosilgan qismining zarba chidamliligi 15J / sm² dan 35J / sm² gacha ko'tarildi.
Charchoq ish faoliyatini optimallashtirish: Issiqlik bilan ishlov berish material ichidagi muammolarni bartaraf etishi va charchoq yoriqlarining tarqalishini sekinlashtirishi mumkin. Issiqlik bilan ishlov berishdan so'ng, GH4169 bosilgan qismlarning 650 daraja charchoq muddati zarb qilingan qismlarga qaraganda 20% ko'proq.
3. O'lchov barqarorligi: egilishdan aniq ishonchga qadar
Metall 3D bosilgan qismlar bosimdan keyin qoldiq stress yoki mikro tuzilmadagi o'zgarishlar tufayli hajmini o'zgartirishi mumkin. Bu ularni to'g'ri birlashtirishni qiyinlashtirishi mumkin. Issiqlik bilan ishlov berish mikrostrukturani yanada barqaror qilish va stressdan xalos bo'lish orqali o'lchov barqarorligini sezilarli darajada yaxshilaydi.
Kamroq deformatsiya: tavlanish qismlar orasidagi termal kengayish koeffitsientidagi farqni kamaytirishi va ishlov berish deformatsiyasini kamroq qilishi mumkin. Masalan, murakkab oqim kanali issiqlik almashtirgichining bosilgan qismining diametrining og'ishi tavlanishdan keyin ± 0,15 mm dan ± 0,05 mm gacha o'tdi.
Uzoq{0}}muddatli barqarorlik: Qarish bilan ishlov berish materiallardagi oʻta toʻyingan qattiq eritmalardan xalos boʻlishi va ularning hajmini vaqt oʻtishi bilan haddan tashqari oʻzgarishiga yoʻl qoʻymasligi mumkin. Misol uchun, 8 soat davomida 170 daraja qarigandan so'ng, bosilgan alyuminiy qotishma qismlarining o'lchamini o'zgartirish tezligi yiliga 0,3% dan yiliga 0,05% gacha kamaydi.
Murakkab tuzilmalarni moslashtirish: Issiqlik bilan ishlov berish yupqa devorli va g'ovakli tuzilmalar kabi murakkab-qayta ishlash jarayonida stress to'planishining oldini olishga yordam beradi. Ikki marta tavlanishdan so'ng (700 daraja × 2 soat + 500 daraja × 4 soat), titanium qotishma ortopedik implantlarning charchoq chegarasi 450 MPa dan 600 MPa gacha ko'tarildi, bu vaqt o'tishi bilan tana vaznini ushlab turish uchun etarli.
4. Ishlash bo'yicha maxsus talablar: Universaldan moslashtirilgan yutuqlar: Issiqlik bilan ishlov berish, shuningdek, metall 3D bosilgan ob'ektlarga noyob sifatlarni berishi mumkin, bu ularni ko'proq holatlarda foydali qiladi.
Korroziyaga chidamliligi yaxshilandi: qattiq eritma bilan ishlov berish materialdagi ikkinchi fazani eritishi mumkin, bu esa elektrokimyoviy vositalar orqali korroziyaga tushish ehtimolini kamaytiradi. Masalan, 1050 graduslik eritma bilan ishlov berilgandan so'ng, 316L zanglamaydigan po'latdan bosilgan komponentlarning chuqurlash potentsiali 320 mV dan 450 mV gacha ko'tarildi, bu dengiz sharoitida foydalanish uchun yaxshi.
Magnit xususiyatlarni nazorat qilish: issiqlik bilan ishlov berish yumshoq magnit materiallarning magnit xususiyatlarini yaxshiroq qilish uchun don yo'nalishini va qoldiq stressini o'zgartirishi mumkin. Masalan, 750 gradusgacha qizdirilgandan so'ng, solenoid klapanning ma'lum bir qismining magnit o'tkazuvchanligi 20% ga oshadi va ishlatiladigan energiya miqdori 15% ga kamayadi.
Biologik muvofiqlikni yaxshilash: tibbiy implantlar sirt ifloslantiruvchi moddalardan qutulish va passivatsiya plyonkasini yaratish uchun qizdirilishi kerak. Masalan, titanium qotishma ortopedik implantlarning sirt pürüzlülüğü Ra 500 daraja kislota yuvish va tavlanishdan keyin 3,2 m dan 0,8 m m gacha o'sdi va hujayralarning implantlarga yopishish tezligi 40% ga oshdi.
5. Vaziyatni o'rganish: Issiqlik bilan ishlov berish CuCrZr qotishma xususiyatlarini kutilmagan tarzda ancha yaxshi qilishi mumkin.
Katta o'tkazuvchanlik va mexanik xususiyatlarga ega bo'lganligi sababli, CuCrZr qotishmasi ko'pincha samolyot dvigatellarining qismlarida qo'llaniladi. Biroq, odatdagi ishlov berish usullaridan foydalangan holda murakkab tuzilmalarni yasash qiyin va qimmat. SLM texnikasi bilan ishlab chiqarilgan CuCrZr qotishmasi juda kuchli (oqim kuchi 411MPa), lekin elektr tokini o'tkazishda unchalik yaxshi emas (IACS 31%). Bir soat davomida 500 gradusgacha qizdirilgandan so'ng, uning kuchlanish kuchi 585 MPa ga ko'tarildi va uning o'tkazuvchanligi 64% IACS ga ko'tarildi. Bu odatdagi ishlov berilgan qotishmalarning qanchalik yaxshi ishlashiga o'xshaydi. Ushbu stsenariy issiqlik bilan ishlov berish metall 3D bosib chiqarish materiallaridan maksimal darajada foydalanishda muhim qadam ekanligini ko'rsatadi.