Ⅰ 钛合金零件加工有什么注意事项
钛合金加工需注意的问题钛合金的压力加工与钢加工的相似之处多于与有色金属和合金的加工。钛合金在煅造、体积冲压和板冲压时的许多工艺参数接近于钢加工时的参数。但也有一些重要的特点,在对钦和钦合金进行压力加工时必须加以注意的。
虽然通常认为,钛和钛合金所含有的六方晶格在变形时塑性较低,但是用于其它结构金属的各种压力加工方法也都适用于钛合金。屈服点与强度极限之比乃是指金属能否经受塑性变形的特性指标之一。此比值愈大,金属的塑性就愈差。对于在冷却状态下的工业纯钛来说,该比值为0.72-0.87,而碳钢为0.6-0.65,不锈钢为0.4-0.5。
在加热状态(高于=yS转变温度)下进行体积冲压、自由煅造及其它一些与加工大截面和大尺寸坯件有关的操作。煅造及冲压加热温度范围掌捱在850-1150°C之间。合金BT;M)0、BT1-0、OT4~0及OT4-1在冷却状态下即具有令人满意的塑性变形。因此,用这些合金制成的零件,大多是经过中间退火的坯件不加热冲压而成。钛合金在冷塑性变形时,不管其化学成分和机械性能如何,强度会大大提髙,而塑性相应降低,为此就必须进行工序间的退火处理。
钛合金加工时出现的刀片沟槽磨损是后面和前面在沿切削深度方向上的局部磨损,它往往是由于前期加工留下的硬化层所造成的。刀具与工件材料在加工温度超过800℃的化学反应和扩散,也是形成沟槽磨损的原因之一。因为在加工过程中,工件的钛分子在刀片的前面积聚,在高压高温下“焊接”到刀刃上,形成积屑瘤。当积屑瘤从刀刃上剥离时,将刀片的硬质合金涂层带走。
由于钛的耐热性,冷却在加工过程中至关重要,冷却的目的是使刀刃和刀具表面不会过热。使用端部冷却液,这样,当进行方肩铣以及面铣凹窝、型腔或全槽时,可达到最佳的排屑效果。切削钛金属时,切屑很容易粘住刀刃,造成下一轮铣刀旋转再次切削切屑,往往会造成刃线崩刃。每一种刀片型腔都有各自的冷却液孔/注液,用来解决这个问题,并强化恒定的刀刃性能。另一个巧妙的解决方案是螺纹型冷却孔。长刃铣刀有许多刀片。对每个孔施加冷却液需要有很高的泵容量和压力。而则不同,它可以根据需要,堵住无需要的孔,从而最大限度地向有需要的孔提高液流。
Ⅱ 雷茨高压鼓风机为什么选择铝合金做为叶轮材料
雷茨高压鼓风机为什么选择铝合金做为叶轮材料呢?
这是由于钦合金的热物理性能及化学性能比较特殊,通常采用氢弧焊方法焊接,实际生产中采用手工钨极氢弧焊方法施焊。大部分焊缝因处于焊接盲区而无法施焊,这不但保证不了叶轮焊缝焊接强度的要求,也会因为叶片与轮盘及轮盖未焊接段的间隙而漏风,保证不了叶轮的气动性能要求。雷茨风机针对这一问题,经多次深人分析与论证。
改动的关键是调整制作工艺,并将本来处于内部的不便于焊接操作的角焊缝改变为便于操作的塞焊缝。这样的改动,不但降低了焊接难度,解决了处于焊接盲区焊缝的焊接问题,而且大大降低了焊接变形,更有利于叶轮的平衡性。一般可控制在大于叶片厚度1左右。
在轮盘与叶片组焊时,因为叶片的数量比较多,焊接过程中轮盘的变形将会很大,为了控制焊接变形,应将轮盘固定在一个刚性较好的铜平台上,并对其背面进行良好的氢气保护。
Ⅲ 高强度金属材料切削工艺的难点有哪些
在机械设备的制造过程中经常会接触到一些高强度材料的切削工艺,为了解决这些材料的工艺问题需要对材料的特性有足够的了解,然后采取有针对性的措施才能予以解决。高强度材料主要是指切削性能差的材料,金属材料切削性的好坏主要是从切削时的刀具耐用度、表面的质量及切屑形成和排除的难易程度三个方面来衡量。常见的高强度金属材料有高强度钢、不锈钢、高温合金、钛合金、高锰钢等。下面简介介绍下常见的高强度金属切削工艺要点有哪些:
一、难切削材料的切削特点
(1)车削温度:在切削难材料时切削温度一般都比较高。
(2)导热系数低:高强度材料的导热系数一般都比较低,在切削时切削热不易传散,而且易集中在刀尖处。
(3)热强度高:如镍基合金等高温合金抗拉强度达到最高值。因此在车削这类合金时,车刀的车削速度不宜过高,否则刀具切人工件的切削阻力将会增大。
(4)切削变形系数:高强度材料中的高温合金和不锈钢等,这些材料的变形系数都比较大。在较小的切削速度开始,变形系数就随着车削速度的增大而增大,切屑的变形系数将达到最大值。
(5)切削硬化:由于车削过程中形成切屑时的塑性变形,金属产生硬化和强化使切削阻力增大,刀具磨损加快,甚至产生崩刃。
(6)易粘刀形成积屑瘤:难切削材料由于硬化程度严重,切屑的温度和硬度高韧性好,以及切削温度高(强韧切屑),如果这样的切屑流经前刀面,就容易产生粘结和熔焊等粘刀现象,粘刀不利于切屑的排除,使容屑糟堵塞容易造成打刀。
(7)切削力大:高强度材料一般强度较高,尤其是高温强度要比一般钢材大得多,再加上塑性变形大和硬化程度严重,因此车削高强度材料的切削力一般都比车削普通碳钢时大得多。
(8)磨损限度与耐用度:由于高强度材料的温度高、热强度高、塑性大、切削温度高和切削硬化严重,有些材料还有较强的化学亲和力和粘刀现象,所以车刀的磨损速度也较快。车削硬化现象严重的材料,车刀后刀面的磨损限度值不宜过大。
二、切削时应采取的措施
(1)选择刀具材料
车削时应根据材料的特性来选择合理的切削性能好的刀具材料,如:对于高温状态下硬度较高的材料的车削应选择硬度和高温硬度均较好的含钻高速钢以及钨钻类及钨钻钦类通用硬质合金。对于钦合金材料及含钦不锈钢材料的车削应避开对钨钻钦类硬质合金的使用。
(2)选择合理的车刀几何参数
如对硬度低、塑性好的材料应采用较大的前角和后角;对于高温合金材料应采用较大的刃倾角。
(3)选择合理的车削用量
车削速度的选择主要受刀具耐用度的限制,而刀具耐用度又取决于刀具的磨损情况。车削速度、进给量和走刀量等切削用量的值都应比车削普通钢材适当减小。
三、选用对应的切削油
(1)脆性金属切削油
铸铁、高锰刚等切削时需选择防锈功能强的切削油。铸铁与青铜等为脆性材料时,切削中常形成崩碎切屑,容易随切削油到处流动,流入机床导轨之间造成部件损坏,可使用冷却和清洗性能好的切削油并做好过滤。
(2)高强度金属切削油
切削合金钢、钛合金时如果切削量较低、表面粗糙度要求较小,如拉削以及螺纹切削需要极压性能优异的切削油,可选用硫化脂肪酸酯作为主要添加剂的极压切削油。
Ⅳ "钦"是金属吗求解释物理,化学性质
不是金属,就是一个普通的汉字,组词钦佩,没有物理化学性质……
不是所有的金字旁都是金属啊,随便举出一大堆不是金属的啊!
针,钉,钓,钩,钻。。。。。。
Ⅳ 一些各种的接骨板钢板之类的,怎么才能快
接骨板的种类有哪些?各自的特点和用途是什么?
自Hansmann ( 1886 )最早使用接骨板治疗骨折以来、经过一百多年的发展与创新,特别是随着AO / ASIF 的内固定理念由坚强机械式内固定向生物学内固定转变,接骨板内固定在材料、制作工艺、治疗技术及治疗理念方面都有着重大的改变。接骨板的材料也由最初的不锈钢转化为钦合金或纯钦,接骨板的种类也多式多样。根据其内固定方式有张力带接骨板,中和接骨板,支持接骨板;根据接骨板的形状、作用目前常用的接骨板可分为普通接骨板、加压接骨板、解剖接骨板、重建接骨板、1 / 3 管状接骨板和桥接接骨板。 ( l )普通接骨板:包括由Sherman ( 1912 )和Lane ( 1914 )等设计的接骨板和一般直行接骨板,均由铬镍钥不锈钢制成,是过去常用的接骨板。前者中部比较细,容易折断;后者由不锈钢厚板模压而制成,其横断面稍有弧度,强度较高,加工也比较容易。普通接骨板的强度不能满足成人股骨和胫骨干骨折内固定的需要,而在儿童的四肢长骨骨折和成人的肪、挠、尺等骨可采用6 孔的普通接骨板。3 孔或4 孔接骨板皆不宜使用,因为一旦螺钉出现松动,即可引起骨折移位。 ( 2 )加压接骨板:作为能够起加压固定作用的接骨板,一般强度较高、厚度为3 . 5 mm 或4 . 5 mm ,根据其加压机制不同,可分为三类。l )加压器型:加压器可分为两种,其一是在接骨板的一端使用加压器加压,即Muller 等设计的加压器,其缺点是一端须与骨干做暂时固定,需用相应较大的手术显露范围。另一种系在接骨板中部使用加压器,加压器可钩住接骨板中部位于骨折线两侧的螺钉孔和螺钉,使产生轴向压器力。其优点是手术显露范围较使用Muller 加压器者缩小5 cm ,但加压力不及Mulle :加压器大,因而仍以Muller 加压器常用。 2 )动力加压接骨板(DCP ) : DCP 于1969 年开始使用。DCP 设计新的螺孔可以使偏心螺钉拧人时产生纵向加压。CP 为不同大小的骨设计了三种型号:I 宽型4 . SDCP 用于股骨骨折的固定,特殊情况下用于肪骨骨折的固定;II 窄型4 . SDCP 用于肪骨的固定;1 3 . SDCP 用于前臂、排骨、骨盆及锁骨骨折的固定。 接骨板孔的形状可以用一个斜向的有角度的圆筒来形容。螺丝帽就像一个球沿斜的圆筒肩角部滑下。在实际使用中,拧人螺钉的过程导致骨折端沿接骨板方向移动,从而产生对骨折的加压。接骨板孔的设计允许骨折端有1 mm 的位移。一个加压螺钉拧人后,在锁定这个螺钉之前,再加一个偏心加压螺钉,仍可以继续产生骨折加压。椭圆形的孔型允许螺钉可以沿长轴方向最大倾斜25 " ,在横切面最大倾斜7 ”。4 . 5 mm 型DCP 接骨板适用于4 . 5 mm 皮质骨螺钉、4 . 5 mm 光杆螺钉、6 . 5 mm 松质螺钉。3 . 5 mm 型DCP 接骨板适用于3 . 5 mm 皮质骨螺钉、3 . 5 mm 光杆螺钉、4 . 0 mm 松质螺钉。DCP 导向器有两种,一种是偏心孔导向器,另一种是中和导向器,大小各有两种尺寸( 4 . 5 mm 或3 . 5 mm )适用于不同的接骨板和螺钉。通过中和导向器拧人螺钉时,由于接骨板螺孔有0 . 1 mm 的偏心,即便拧在中心位置也会产生一定的纵向加压。 偏心导向器本身有0 . 1 mm 的偏心孔,偏向远离骨折面的方向,当螺钉拧紧时使骨折段与接骨板间产生位移,实现对骨折面的加压。如果要让接骨板起支持作用,可以使用通用型导向器(或套管),将螺钉直接拧在螺孔不能起到加压作用的一端,防止接骨板与骨之间的移动。 由于此种接骨板采用高弹性模量的钻基合金或钦基合金制成,强度大,固定股骨干骨折后,可以不用外固定,患者可在术后7 一8 日内起床行走。但若接骨板对侧骨皮质有缺损或间隙,在未形成连续性外骨痴前下地负重,由于接骨板承受的应力过大,骨折端的活动无法控制,则会不断的发生骨坏死和骨吸收,以致形成骨不连和(或)接骨板弯曲断裂。由于此钢板为全板加宽加厚的等厚接骨板,刚度过强,从生物力学影响来看,刚度强的接骨板引力遮挡作用也大,以致固定端会发生骨质疏松。使用高强度接骨板的时间越长,骨质疏松越严重,从而较容易发生再骨折。由于此种接骨板为等截面或等厚度钢板,负重时中央受力明显大于边缘部,两端截面弹性模量或刚度明显大于骨质,在中央和两端的应力集中甚为明显;接骨板的螺孔为均匀分布,固定粉碎性骨折时中央常留有空孔,易发生接骨板弯曲断裂和接骨板端骨折。3 )有限接触动力加压接骨板(LC 一DCP ) : LC 一DCP 是DCP 的进一步发展。由于一些设计因素的改变,这种接骨板不仅可以采用不锈钢材料,而且可以采用纯钦金属,而纯钦金属具有相当优秀的组织相容性。 由于设计考虑到功能上的要求,与DCP 相比,LC 一DCP 接骨板与骨接触的面积(接骨板印迹)大大减小了。这样,骨膜的毛细血管网受到的影响很小,因此可以促进皮质骨的愈合,还可以避免接骨板下的骨质疏松。这种接骨板的几何形状,或称其为结构性下表面,使得接骨板的刚度均匀分布,容易弯曲成形,而且当弯曲时不会在接骨板孔处产生任何硬结。在桥形结构中, 这种刚性的分布使整个接骨板均匀地弹性变形,在接骨板任一孔处没有任何应力集中,而这种应力集中于某个接骨板孔的现象常常出现在DcP 中。接骨板孔被设计成对称的几何形状,可以实现两个方向的加压。这样,接骨板就可以在不同的节段进行加压,可以用于多节段骨折的固定。接骨板的孔均匀的分布在整个接骨板上,从而使接骨板具有更多的应用功能。与DCP 加压接骨板相同,LC 一DcP 加压接骨板也可以使用不同的螺钉模式,从而产生加压、中和和支持的不同功能。为便于螺钉的拧人,有两种Lc 一DCP 导向器可分别用于3 . 5 mm 型接骨板和4 . 5 mm 型接骨板。另有LC 一DCP 通用型导向器。新的LC 一DCP 通用型弹簧加载导向器可随意将钻头置于接骨板孔的中立位置或偏心位置,如将导向器中间的套管伸长,并放置在接骨板孔的一端,就可以产生一个偏心的钻孔。 ( 3 )解剖接骨板:依据人体骨骼自然形状设计而成的接骨板(例如用于股骨近端或远端骨折固定的95 “裸接骨板;用于股骨或胫骨近端的T 型4 . 5 mm 接骨板以及胫骨近端支持骨板等)。解剖接骨板有左右及内侧、外侧之别,螺丝钉常规应用4 . 5 mm 皮质骨螺丝钉及6 . 5 mm 全螺纹或半螺纹松质骨螺丝钉,属于支持接骨板。 ( 4 )重建接骨板:重建接骨板的特征是在接骨板的螺孔之间有很深的沟槽,这样可以将接骨板在平面上准确的改变形状,或者使接骨板弯曲。这种接骨板在强度上比前面所述的加压接骨板要弱,在强迫塑形之后其强度会更加减弱。当然不应行锐性弯曲。接骨板孔是椭圆形的,可以允许动力加压。这些接骨板特别适用于三维几何形状复杂的骨折,如骨盆、髓臼、锁骨骨折等。可以使用特殊设计的接骨板塑形工具对这些接骨板进行塑形和预弯。( 5 ) 1 / 3 管状接骨板:1 / 3 圆周管状接骨板大多使用3 . 5 型,与其对应的4 . 5 型半圆周管状接骨板现在已经很少使用。1 / 3 圆周的管状接骨板可以使用钦金属或不锈钢,因为这种接骨板通常只有1 . 0 mm 的厚度,所以它的稳定性是有限的。但是这种接骨板可以使用于一些有软组织包裹的部位,例如外躁、鹰嘴以及尺骨远端。接骨板的每一个孔都有一个小的颈圈,用这个颈圈可以防止螺丝帽陷进接骨板,免得进一步压迫周围皮质骨。椭圆形的接骨板孔可以使螺钉的位置产生角度的偏移,从而产生对骨折的加压,属于支持接骨板。 ( 6 )桥接接骨板:桥接接骨板的共同特征是用钢板固定两个主要的骨折端,不接触骨折区域,以外夹板的方式进行固定,将作用于钢板上的外力改变为纯张力性外力。由于使用间接复位技术,钢板不与骨折端直接接触,减少了对骨折端血运的破坏;而且为骨折端部位植骨提供充足的空间。临床应用时,需要3 一4 枚螺钉将桥形接骨板两端牢固固定在主要的骨折块上,并均衡在这两个骨折块上固定的强度。用长的桥形接骨板跨越骨折粉碎区域,只要在接骨板两端固定,其承受较大的变形外力。由于弯曲应力分布于较长的接骨板节段内,因此单位面积的应力相对比较低,从而降低了接骨板固定失效的风险。
Ⅵ 勋章的做法
在不锈钢和钦合金奖章生产中,对于一些结构较简单的奖章,可以直接加工成型,常用的方法有机床加工成型、电火花成型和蚀刻成型。
1.切削成型
利用车床将不锈钢或钦合金型材直接加工成奖章,在戒圈和手镯奖章中最为常见,占极大比例.分别是利用车床车削的不锈钢戒圈和钦合金戒圈。
由于不锈钢和钦合金各自的材料特点,车削时有一定的困难,需要根据材料的特性,选择和制定相应的加工参数,才能保证奖章的加工精度和表面质量。
(1)不锈钢戒圈的切削加工。在实际生产中,不锈钢的加工是比较困难的,如果掌握不了它的特性,在切削过程中不仅得不到理想的加工质量,而且还会大量损坏刀具。
不锈钢切削加工困难的原因主要来自以下五个方面。
①不锈钢的综合机械性能高。由于不锈钢中含有较高的铬、镍等合金元素,使材料的机械性能有了很大改变.从各项机械性能指标综合来看,不锈钢的机械性能具有区别于一般钢材的特点,其强度性能指标和塑性、韧性指标同时偏高。这样,在一定程度上就形成了不锈钢难切削加工的特性。
②切屑粘附性强,易产生刀瘤.不锈钢有较高的粘附性,车削时会使材料“粘结”在刀具上面,产生“刀瘤”。
③导热率低,切削热不能及时传散。传人刀具的热量可达20%,刀具的切削刃易产生过热,失去切削能力.
④切屑不易折断。在金属切削加工过程中,塑性材料(韧性材料)切屑的形成过程经历了挤压、滑移、挤裂和切离四个阶段。由于不锈钢的延伸率、断面收缩率和冲击值一般都偏高,特别是在奖章用304 (L)和316(L)奥氏体铬镍不锈钢,延伸率和韧性都很好,切削过程中切屑不易卷曲和折断。特别是在撞孔、钻孔、切断等工序的切削过程中,排屑困难,切屑易划伤已加工的表面。
⑤加工硬化倾向强,使刀具易于磨损.奥氏体不锈钢的加工倾向较强,加工硬化层的硬度较高,且具有一定的加工硬化深度,增加了加工难度和刀具磨损.
Ⅶ 钦合金是什么材料
钦合金是航天、航空和石油化工领域广泛使用的结构材料,具有高比强度、高耐蚀性能等优点。近年来随着钦合金应用的不断扩大,钦合金在船舶海洋、能源化工、车辆工程等领域表现出了巨大的应用潜力。
航天、航空和石油化工领域广泛使用的材料。近年来随着钦合金应用的不断扩大,钦合金在船舶海洋、能源化工、车辆工程等领域表现出了巨大的应用潜力。
注意事项
1:避开对钨钻钦类硬质合金的使用。
2:选择合理的车刀几何参数如对硬度低、塑性好的材料应采用较大的前角和后角
3:对于高温合金材料应采用较大的刃倾角
4:选用合适的切削液用高速钢车削高温合金一般选用水溶性切削液;
5:用硬质合金车刀车削时则应选用油类极压切削液,如极压乳化液、硫化乳化油、氯化煤油等均可作为难加工材料的切削液
6:选择合理的车削用量车削速度的选择主要受刀具耐用度的限制,而刀具耐用度又取决于刀具的磨损情况。
总的来说,由于难加工材料的切削抗力大、车削时温度易升高和热
。
Ⅷ 快速成型的工作原理
RP系统可以根据零件的形状,每次制做一个具有一定微小厚度和特定形状的截面,然后再把它们逐层粘结起来,就得到了所需制造的立体的零件。当然,整个过程是在计算机的控制下,由快速成形系统自动完成的。不同公司制造的RP系统所用的成形材料不同,系统的工作原理也有所不同,但其基本原理都是一样的,那就是分层制造、逐层叠加。这种工艺可以形象地叫做增长法或加法。
每个截面数据相当于医学上的一张CT像片;整个制造过程可以比喻为一个积分的过程。
RP技术的基本原理是:将计算机内的三维数据模型进行分层切片得到各层截面的轮廓数据,计算机据此信息控制激光器(或喷嘴)有选择性地烧结一层接一层的粉末材料(或固化一层又一层的液态光敏树脂,或切割一层又一层的片状材料,或喷射一层又一层的热熔材料或粘合剂)形成一系列具有一个微小厚度的的片状实体,再采用熔结、聚合、粘结等手段使其逐层堆积成一体,便可以制造出所设计的新产品样件、模型或模具。自美国3D公司1988年推出第一台商品SLA快速成形机以来,已经有十几种不同的成形系统,其中比较成熟的有UV、SLA、SLS、LOM和FDM等方法。其成形原理分别介绍如下: Stereo lithography Appearance的缩写,即立体光固化成型法.
用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由点到线,由线到面顺序凝固,完成一个层面的绘图作业,然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度,再固化另一个层面.这样层层叠加构成一个三维实体.
SLA是最早实用化的快速成形技术,采用液态光敏树脂原料,工艺原理如图所示。其工艺过程是,首先通过CAD设计出三维实体模型,利用离散程序将模型进行切片处理,设计扫描路径,产生的数据将精确控制激光扫描器和升降台的运动;激光光束通过 数控装置控制的扫描器,按设计的扫描路径 照射到液态光敏树脂表面 , 使表面特定区域内的一层树脂固化后, 当一层加工完毕后,就生成零件的一个截面;然后 升降台下降一定距离 , 固化层上覆盖另一层液态树脂,再进行第二层扫描,第二固化层牢固地粘结在前一固化层上,这样一层层叠加而成三维工件原型。将原型从树脂中取出后,进行最终固化,再经打光、电镀、喷漆或着色处理即得到要求的产品。
SLA技术主要用于制造多种模具、模型等;还可以在原料中通过加入其它成分,用SLA原型模代替熔模精密铸造中的蜡模。SLA技术成形速度较快,精度较高,但由于树脂固化过程中产生收缩,不可避免地会产生应力或引起形变。因此开发收缩小、固化快、强度高的光敏材料是其发展趋势。
3D Systems 推出的Viper Pro SLA system
SLA 的优势
⒈ 光固化成型法是最早出现的快速原型制造工艺,成熟度高,经过时间的检验.
⒉ 由CAD数字模型直接制成原型,加工速度快,产品生产周期短,无需切削工具与模具.
⒊可以加工结构外形复杂或使用传统手段难于成型的原型和模具.
⒋ 使CAD数字模型直观化,降低错误修复的成本.
⒌ 为实验提供试样,可以对计算机仿真计算的结果进行验证与校核.
⒍ 可联机操作,可远程控制,利于生产的自动化.
SLA 的缺憾
⒈ SLA系统造价高昂,使用和维护成本过高.
⒉ SLA系统是要对液体进行操作的精密设备,对工作环境要求苛刻.
⒊ 成型件多为树脂类,强度,刚度,耐热性有限,不利于长时间保存.
⒋ 预处理软件与驱动软件运算量大,与加工效果关联性太高.
⒌ 软件系统操作复杂,入门困难;使用的文件格式不为广大设计人员熟悉.
⒍ 立体光固化成型技术被单一公司所垄断.
SLA 的发展趋势与前景
立体光固化成型法的的发展趋势是高速化,节能环保与微型化.
不断提高的加工精度使之有最先可能在生物,医药,微电子等领域大有作为. 选择性激光烧结(以下简称SLS)技术最初是由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的Carl ckard于1989年在其硕士论文中提出的。后美国DTM公司于1992年推出了该工艺的商业化生产设备Sinter Sation。几十年来,奥斯汀分校和DTM公司在SLS领域做了大量的研究工作,在设备研制和工艺、材料开发上取得了丰硕成果。德国的EOS公司在这一领域也做了很多研究工作,并开发了相应的系列成型设备。
国内也有多家单位进行SLS的相关研究工作,如西安交通大学机械学院,快速成型国家工程研究中心,教育部快速成型工程研究中心,华中科技大学、南京航空航天大学、西北工业大学、中北大学和北京隆源自动成型有限公司等,也取得了许多重大成果,如南京航空航天大学研制的RAP-I型激光烧结快速成型系统、北京隆源自动成型有限公司开发的AFS一300激光快速成型的商品化设备。
选择性激光烧结是采用激光有选择地分层烧结固体粉末,并使烧结成型的固化层层层叠加生成所需形状的零件。其整个工艺过程包括CAD模型的建立及数据处理、铺粉、烧结以及后处理等。SLS技术的快速成型系统工作原理见图1。
整个工艺装置由粉末缸和成型缸组成,工作时粉末缸活塞(送粉活塞)上升,由铺粉辊将粉末在成型缸活塞(工作活塞)上均匀铺上一层,计算机根据原型的切片模型控制激光束的二维扫描轨迹,有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。粉末完成一层后,工作活塞下降一个层厚,铺粉系统铺上新粉.控制激光束再扫描烧结新层。如此循环往复,层层叠加,直到三维零件成型。最后,将未烧结的粉末回收到粉末缸中,并取出成型件。对于金属粉末激光烧结,在烧结之前,整个工作台被加热至一定温度,可减少成型中的热变形,并利于层与层之间的结合。
与其它快速成型(RP)方法相比,SLS最突出的优点在于它所使用的成型材料十分广泛。从理论上说,任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为SLS的成型材料。可成功进行SLS成型加工的材料有石蜡、高分子、金属、陶瓷粉末和它们的复合粉末材料。由于SLS成型材料品种多、用料节省、成型件性能分布广泛、适合多种用途以及SLS无需设计和制造复杂的支撑系统,所以SLS的应用越来越广泛。
SLS技术的金属粉末烧结方法
3.1金属粉末和粘结剂混合烧结
首先将金属粉末和某种粘结剂按一定比例混合均匀,用激光束对混合粉末进行选择性扫描,激光的作用使混合粉末中的粘结剂熔化并将金属粉末粘结在一起,形成金属零件的坯体。再将金属零件坯体进行适当的后处理,如进行二次烧结来进一步提高金属零件的强度和其它力学性能。这种工艺方法较为成熟,已经能够制造出金属零件,并在实际中得到使用。南京航空航天大学用金属粉末作基体材料(铁粉),加人适量的枯结剂,烧结成形得到原型件,然后进行后续处理,包括烧失粘结剂、高温焙烧、金属熔渗(如渗铜)等工序,最终制造出电火花加工电极(见图2)。并用此电极在电火花机床上加工出三维模具型腔(见图3)。
3.2金属粉末激光烧结
激光直接烧结金属粉末制造零件工艺还不十分成熟,研究较多的是两种金属粉末混合烧结,其中一种熔点较低,另一种较高。激光烧结将低熔点的粉末熔化,熔化的金属将高熔点金属粉末粘结在一起。由于烧结好的零件强度较低,需要经过后处理才能达到较高的强度。美国Texas大学Austin分校进行了没有聚合物粘结剂的金属粉末如CuSn NiSn青铜镍粉复合粉末的SLS成形研究,并成功地制造出金属零件。他们对单一金属粉末激光烧结成形进行了研究,成功地制造了用于F1战斗机和AIM9导弹的工NCONEL625超合金和Ti6A 14合金的金属零件。美国航空材料公司已成功研究开发了先进的钦合金构件的激光快速成形技术。中国科学院金属所和西安交通大学等单位正致力于高熔点金属的激光快速成形研究,南京航空航天大学也在这方面进行了研究,用Ni基合金混铜粉进行烧结成形的试验,成功地制造出具有较大角度的倒锥形状的金属零件(见图4)。
3.3金属粉末压坯烧结
金属粉末压坯烧结是将高低熔点的两种金属粉末预压成薄片坯料,用适当的工艺参数进行激光烧结,低熔点的金属熔化,流人到高熔点的颗粒孔隙之间,使得高熔点的粉末颗粒重新排列,得到致密度很高的试样。吉林大学郭作兴等用此方法对FeCu,Fe C等合金进行试验研究,发现压坯激光烧结具有与常规烧结完全不同的致密化现象,激光烧结后的组织随冷却方式而异,空冷得到细珠光体,淬火后得到马氏体和粒状。
4 SLS技术金属粉末成型存在的问题
SLS技术是非常年轻的一个制造领域,在许多方面还不够完善,如制造的三维零件普遍存在强度不高、精度较低及表面质量较差等问题。SLS工艺过程中涉及到很多参数(如材料的物理与化学性质、激光参数和烧结工艺参数等),这些参数影响着烧结过程、成型精度和质量。零件在成型过程中,由于各种材料因素、工艺因素等的影响,会使烧结件产生各种冶金缺陷(如裂纹、变形、气孔、组织不均匀等)。
4.1粉末材料的影响
粉末材料的物理特性,如粉末粒度、密度、热膨胀系数以及流动性等对零件中缺陷形成具有重要的影响。粉末粒度和密度不仅影响成型件中缺陷的形成,还对成型件的精度和粗糙度有着显著的影响。粉末的膨胀和凝固机制对烧结过程的影响可导致成型件孔隙增加和抗拉强度降低。
4.2工艺参数的影响
激光和烧结工艺参数,如激光功率、扫描速度和方向及间距、烧结温度、烧结时间以及层厚度等对层与层之间的粘接、烧结体的收缩变形、翘曲变形甚至开裂都会产生影响。上述各种参数在成型过程中往往是相互影响的,如Yong Ak Song等研究表明降低扫描速度和扫描间距或增大激光功率可减小表面粗糙度,但扫描间距的减小会导致翘曲趋向增大。
因此,在进行最优化设计时就需要从总体上考虑各参数的优化,以得到对成型件质量的改善最为有效的参数组。制造出来的零件普遍存在着致密度、强度及精度较低、机械性能和热学性能不能满足使用要求等一些问题。这些成型件不能作为功能性零件直接使用,需要进行后处理(如热等静压HIP、液相烧结LPS、高温烧结及熔浸)后才能投人实际使用。此外,还需注意的是,由于金属粉末的SLS温度较高,为了防止金属粉末氧化,烧结时必须将金属粉末封闭在充有保护气体的容器中。
5 总结与展望
快速成型技术中,金属粉末SLS技术是人们研究的一个热点。实现使用高熔点金属直接烧结成型零件,对用传统切削加工方法难以制造出高强度零件,对快速成型技术更广泛的应用具有特别重要的意义。展望未来,SLS形技术在金属材料领域中研究方向应该是单元体系金属零件烧结成型,多元合金材料零件的烧结成型,先进金属材料如金属纳米材料,非晶态金属合金等的激光烧结成型等,尤其适合于硬质合金材料微型元件的成型。此外,根据零件的具体功能及经济要求来烧结形成具有功能梯度和结构梯度的零件。我们相信,随着人们对激光烧结金属粉末成型机理的掌握,对各种金属材料最佳烧结参数的获得,以及专用的快速成型材料的出现,SLS技术的研究和引用必将进入一个新的境界。 分层实体制造(LOM——Laminated Object Manufacturing)法,LOM又称层叠法成形,它以片材(如纸片、塑料薄膜或复合材料)为原材料,其成形原理如图所示,激光切割系统按照计算机提取的横截面轮廓线数据,将背面涂有热熔胶的纸用激光切割出工件的内外轮廓。切割完一层后,送料机构将新的一层纸叠加上去,利用热粘压装置将已切割层粘合在一起,然后再进行切割,这样一层层地切割、粘合,最终成为三维工件。LOM常用材料是纸、金属箔、塑料膜、陶瓷膜等,此方法除了可以制造模具、模型外,还可以直接制造结构件或功能件。该方法的特点是原材料价格便宜、成本低。
成形材料:涂敷有热敏胶的纤维纸;
制件性能:相当于高级木材;
主要用途:快速制造新产品样件、模型或铸造用木模。 熔积成型(FDM——Fused Deposition Modeling)法,该方法使用丝状材料(石蜡、金属、塑料、低熔点合金丝)为原料,利用电加热方式将丝材加热至略高于熔化温度(约比熔点高 1℃),在计算机的控制下,喷头作x-y平面运动,将熔融的材料涂覆在工作台上,冷却后形成工件的一层截面,一层成形后,喷头上移一层高度,进行下一层涂覆,这样逐层堆积形成三维工件。该方法污染小,材料可以回收,用于中、小型工件的成形。下图为FDM成形原理图。
成形材料:固体丝状工程塑料;
制件性能:相当于工程塑料或蜡模;
主要用途:塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。
特点:1、优点:(1)操作环境干净,安全,在办公室课进行;(2)工艺干净、简单、易于操作且不产生垃圾;(3)尺寸精度高,表面质量好,易于装配,可快速构建瓶状或中空零件;(4)原材料以卷轴丝的形式提供,易于搬运和金额快速更换;(5)原料价格便宜;(6)材料利用率高;(7)可选用的材料较多,如染色的ABS、PLA和医用ABD、PC、PPSF、人造橡胶、铸造用蜡。
2、缺点:(1)精度较低,难以构建结构复杂的零件;(2)与截面垂直方向的强度小;(3)成型速度相对较慢,不适合构建大型零件。
Ⅸ 奖章如何制作
徽章制作中广泛采用机械成型工艺,这与其材料特点有密切关系,奖章制作通常用不锈钢和钦合金的熔点很高,铸造成型难度大,而奖章用不锈钢和钦合金的硬度较低,具有一定的塑性加工性能,采用合适的机械加工工艺参数和加工设备,可以获得高质量的奖章。
在不锈钢和钦合金奖章生产中,对于一些结构较简单的奖章,可以直接加工成型,常用的方法有机床加工成型、电火花成型和蚀刻成型。
1.切削成型
利用车床将不锈钢或钦合金型材直接加工成奖章,在戒圈和手镯奖章中最为常见,占极大比例.分别是利用车床车削的不锈钢戒圈和钦合金戒圈。
由于不锈钢和钦合金各自的材料特点,车削时有一定的困难,需要根据材料的特性,选择和制定相应的加工参数,才能保证奖章的加工精度和表面质量。
(1)不锈钢戒圈的切削加工。在实际生产中,不锈钢的加工是比较困难的,如果掌握不了它的特性,在切削过程中不仅得不到理想的加工质量,而且还会大量损坏刀具。
不锈钢切削加工困难的原因主要来自以下五个方面。
①不锈钢的综合机械性能高。由于不锈钢中含有较高的铬、镍等合金元素,使材料的机械性能有了很大改变.从各项机械性能指标综合来看,不锈钢的机械性能具有区别于一般钢材的特点,其强度性能指标和塑性、韧性指标同时偏高。这样,在一定程度上就形成了不锈钢难切削加工的特性。
②切屑粘附性强,易产生刀瘤.不锈钢有较高的粘附性,车削时会使材料“粘结”在刀具上面,产生“刀瘤”。
③导热率低,切削热不能及时传散。传人刀具的热量可达20%,刀具的切削刃易产生过热,失去切削能力.
④切屑不易折断。在金属切削加工过程中,塑性材料(韧性材料)切屑的形成过程经历了挤压、滑移、挤裂和切离四个阶段。由于不锈钢的延伸率、断面收缩率和冲击值一般都偏高,特别是在奖章用304 (L)和316(L)奥氏体铬镍不锈钢,延伸率和韧性都很好,切削过程中切屑不易卷曲和折断。特别是在撞孔、钻孔、切断等工序的切削过程中,排屑困难,切屑易划伤已加工的表面。
⑤加工硬化倾向强,使刀具易于磨损.奥氏体不锈钢的加工倾向较强,加工硬化层的硬度较高,且具有一定的加工硬化深度,增加了加工难度和刀具磨损.
Ⅹ 高尔夫球杆 的几种用途请前辈指点
一号木: driver 杆头大,杆身长,能够击出距离远,多滚动的远距离开球,一般在开球台上架TEE使用,一般选手距离250码。
球道木:woods 多为3号和5号。可以在球道上使用,距离比一号木稍短,都属于木杆。也有其他号数。
铁杆组 irons 铁质杆头,一般用于中等距离的较精确击球。一般包括9—3号,也有特殊的1、2号铁。根据其号数的上升,球杆长度变短,倾斜角变大,击球距离更近。一般练球以7号铁开始练起,一般选手距离150码,各杆以此每差一号相差10码左右,但具体以个人情况为主。
铁木杆:也称混合杆,近几年比较流行。混合了铁杆和木杆的特性,比木杆更容易掌握,击球也更为精准,使很多业余和职业球手的选择。
挖起杆:wedge 用于果岭近处的精准切或劈球。根据角度不同和杆面的变化有不同的功能。还包括沙坑杆,主要处理进入沙坑的救球。还有A\S\P等型号,都是根据距离很角度进行分类的。
推杆:putter 一般用于果岭上的推击,杆面是垂直的,方便使球按自己想要的方向滚动。使用姿势多样,球杆样式也多。有两球、三球、还有加长球杆、粗握把等等不同。
大致上球杆就分为这么几种,
根据其他的分类方法还可以有别的分类
左手球杆:针对左手球员设计的球杆,因为左右手球员打球时的方向不同,因此要求不同方向的杆面方向。
还有针对女士的、小孩的球杆