Inconel 718和Ti-6Al-4V粉末在电子束选区熔化过程中的循环使用性研究

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近年来,关于增材制造的研究愈演愈烈,然而多数的研究集中在过程参数的控制、微观组织的演变以及力学性能等方面,而在粉末原料对最终力学性能影响方面的研究少之又少,并且目前没有一个明确的标准来规定一些影响因素,从而达到控制粉末的重复使用次数的目的。

典型的增材制造过程,需要对粉末进行更换,其主要目的在于保证3D打印构件化学成分的一致性,以及粉末本身良好的流动性。现有研究结果显示:激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)过程中重复利用的粉末含量不得超过67%。

PEEYUSH NANDWANA等人分别对采用等离子旋转电极法制备的Inconel 718粉末和采用EIGA法制备的Ti-6Al-4V粉末在电子束选区熔化(Electron Beam Melting,EBM)过程中的循环使用性进行了研究,结果发现:Inconel 718粉末在经过六次循环,约267个小时后,其化学成分依旧保持稳定,但粉末的流动性限制了Inconel 718粉末的继续使用,Ti-6Al-4V粉末在经过五次循环,约175个小时后,尽管粉末形貌没有太大的变化,但是氧含量随着粉末循环次数的增加而增大,氧元素是影响材料性能的重要元素之一,其含量的不断升高限制了粉末的循环使用次数。

此外,PEEYUSH NANDWANA等人通过对电子束选区熔化(Electron Beam Melting,EBM)过程中热屏蔽板上产生的金属镀层进行分析,发现Cr和Al分别是Inconel 718和Ti-6Al-4V合金中的优先蒸发元素,通过理论计算显示,电子束在熔化过程中其温度峰值可能超过了金属的沸点,导致高蒸汽压元素的优先蒸发。


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