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3DP-IN738材料高溫高壓處理
1.摘要
3DP(Three-Dimensional Printing)又稱三維印刷,是通過噴頭用粘接劑將零件的截面“印刷”在材料粉末上面,解決了許多復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的成形的工藝。由于其可一次性制作復(fù)雜分總成零件及具有更細(xì)致的表現(xiàn)細(xì)節(jié)力,可應(yīng)用于各種精密零件的印刷制備。但成型材料強(qiáng)度往往受到限制,通常會(huì)進(jìn)一步熱處理以提高材料的力學(xué)性能??凭?shí)驗(yàn)室利用熱等靜壓(Hot Isostatic Pressing Sintering,HIP)設(shè)備對(duì)3DP-AIN738材料進(jìn)行熱處理,通過提高材料的致密度來增強(qiáng)材料力學(xué)性能。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比可得:在1292℃,10Mpa壓力下,IN738材料的致密度可達(dá)99.99%。
2.實(shí)驗(yàn)過程
①1290℃恒溫15分鐘,全然后冷卻至1200℃,爐冷至室溫,全程10MPa壓力
②1292℃恒溫8分鐘,然后冷卻至1200℃,爐冷至室溫,全程3MPa壓力
③1294℃恒溫8分鐘,然后冷卻到1200℃,爐冷至室溫,全程1MPa壓力
④1292℃恒溫8分鐘,然后冷卻至1284℃,沖壓10MPa,然后冷卻至1200℃,爐冷至室溫
⑤1292℃恒溫8分鐘,沖壓10MPa,然后冷卻至1200℃,爐冷至室溫
3.SEM
由SEM圖可知,加熱全程維持高壓,樣品內(nèi)部空隙明顯,而在樣品高溫重熔后,再增加壓力,可有效降低材料內(nèi)部的孔隙率,大大提高材料鎳基高的致密度。
組別 | 原樣 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
致密度/% | 98.29 | 98.41 | 99.08 | 98.3 | 99.58 | 99.99 |
4.結(jié)論
◆對(duì)于各向異性金屬材料,先高溫重熔愈合裂紋,然后降溫至較低液相分?jǐn)?shù)再增壓實(shí)現(xiàn)彈性變形補(bǔ)縮,可提高材
料整體的致密度,減小孔隙率:
◆使用熱等靜壓爐可實(shí)現(xiàn)3DP打印材料致密度的增加,對(duì)于鎳基合金IN738致密度最高可達(dá)99.99%。