Các bộ phận cần tăng cường xử lý nhiệt sau khi in hoàn thành?

, Nguyên tắc kỹ thuật: Làm thế nào xử lý nhiệt thay đổi cấu trúc và hiệu suất của các bộ phận in
Cách đặc biệt mà các mục in 3D được thực hiện là nguyên nhân gây ra vấn đề về hiệu suất của chúng. Ví dụ, với lớp vỏ bột bằng laser kim loại (L - PBF), chùm tia laser nhanh chóng quét lớp bột, khiến vật liệu trải qua các chu kỳ nhiệt độ nghiêm trọng khi nóng chảy và hóa rắn. Điều này dẫn đến các vấn đề sau:
Tích lũy ứng suất dư: Làm mát nhanh tạo ra một gradient nhiệt độ gây căng thẳng kéo lên một phần. Điều này có thể khiến nó uốn cong hoặc thậm chí vỡ tan.
Khiếm khuyết về cấu trúc vi mô: Các hạt giống nhau nhỏ có rất nhiều trật khớp và lỗ chân lông, làm cho vật liệu yếu hơn và kém mạnh mẽ hơn.
Hiệu suất dị hướng: Sức mạnh của liên kết giữa các lớp thấp hơn so với chính vật liệu, làm rút ngắn tuổi thọ mệt mỏi của các bộ phận.
Bằng cách quản lý những thứ như nhiệt độ, thời gian và môi trường, xử lý nhiệt kiểm soát cẩn thận cấu trúc vi mô của các mặt hàng in. Cơ chế cụ thể bao gồm:
Ủ để làm giảm căng thẳng: cách nhiệt dưới nhiệt độ kết tinh của vật liệu để cho phép lực căng còn lại thông qua cơ chế creep. Ví dụ, nếu bạn ủ các lưỡi động cơ hàng không ở 650 độ sau khi in, bạn có thể giảm căng thẳng còn lại hơn 80% và giữ biến dạng trong vòng 0,1 mm.
Tăng trưởng hạt và kết tinh lại: Sử dụng công nghệ tái cấu trúc định hướng, các hạt nhỏ được biến thành các tinh thể cột xếp hàng với trục căng thẳng chính. Điều này làm cho vật liệu chống lại creep hơn nhiều. Trong niken - Cao dựa trên - in hợp kim nhiệt độ, nhóm MIT kéo ở tốc độ 2,5 mm/h trên vùng nóng 1235 độ. Điều này đã tăng kích thước hạt lên ba bậc độ lớn và cắt giảm tốc độ creep làm đôi.
Nóng đẳng hướng (HIP) là một phương pháp điều trị mật độ hóa được loại bỏ lỗ chân lông bên trong bằng cách thay đổi hình dạng của vật liệu dưới áp suất cao (100 thép150 MPa) và nhiệt độ cao (1000 điều1200). Năng lượng của Siemens cắt độ xốp của lưỡi tuabin khí từ 0,8% xuống 0,02% và tăng gấp ba tuổi thọ của chúng sau khi điều trị hông.
2, Nhu cầu trong ngành: Cao - Sản xuất kết thúc rất phụ thuộc vào cải thiện xử lý nhiệt.
1. Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, có hai vấn đề: hiệu suất và trọng lượng.
Lưỡi dao tuabin trong động cơ máy bay phải có khả năng xử lý ứng suất hơn 100MPa ở nhiệt độ 1300 độ. Lưỡi dao truyền thống sử dụng công nghệ hóa rắn theo hướng để điều chỉnh hướng hạt . 3 d lưỡi in được in, mặt khác, cần phải được xử lý nhiệt để làm điều tương tự. GE đã sử dụng L - Công nghệ PBF để in vòi phun nhiên liệu Leap Engine. Điều này tối ưu hóa sự kết tủa của 'pha thông qua dung dịch rắn và xử lý lão hóa, giúp giảm 25% trọng lượng và tăng khả năng chịu nhiệt độ lên 1100 độ.
2. Thiết bị năng lượng Trường: Tiêu chuẩn đáng tin cậy trong điều kiện rất khắc nghiệt
Trong hơn 20 năm, các ống truyền nhiệt của máy phát hơi trong các đơn vị năng lượng nhiệt siêu tới hạn phải hoạt động ở 620 độ và 31 MPa. Để sửa chữa màng oxit và các lỗi phản ứng tổng hợp không hoàn chỉnh giữa các lớp in, các mảnh in 3D cần phải được làm nóng. Một công ty địa phương sử dụng điều trị xâm nhập bằng nhôm và ủ không có bề mặt để tạo ra các ống truyền nhiệt hợp kim GH1333 đủ mạnh để vượt quá các quy định an toàn năng lượng hạt nhân (120MPa).
3. Trong lĩnh vực cấy ghép y tế, cần có sự cân bằng giữa khả năng tương thích sinh học và khả năng tương thích cơ học.
Để giảm thiểu các hiệu ứng che chắn căng thẳng, cấy ghép chỉnh hình hợp kim titan cần có sự pha trộn đúng của sức mạnh và mô đun đàn hồi. Mô đun đàn hồi của bộ phận giả khớp hông in 3D có thể được hạ xuống từ 110GPa xuống 80GPa bằng cách kiểm soát mô + hai biphasic khi xử lý nhiệt. Điều này gần với mô đun đàn hồi của xương vỏ người (10-30GPA).
3, một ví dụ phổ biến: Sử dụng xử lý nhiệt để cải thiện công nghiệp hóa
Ví dụ 1: Sử dụng lưỡi tuabin khí trong ngành công nghiệp
Siemens Energy sử dụng L - Công nghệ PBF để in lưỡi tuabin khí SGT-8000H. Họ áp dụng các phương pháp xử lý nhiệt sau đây để cải thiện hiệu suất:
Điều trị giải pháp: Duy trì ở 1150 độ trong 4 giờ để hòa tan 'pha và giảm căng thẳng in dư.
Điều trị thời gian: Giữ ở 850 độ trong 16 giờ để tạo ra một ma trận với pha Nano - '.
Điều trị hông: mật độ ở mức 1200 độ /150 MPa để loại bỏ các lỗ hổng bên trong.
Sau khi thử nghiệm, độ bền của lưỡi được xử lý cao - Độ bền nhiệt độ tăng 40% và tỷ lệ creep của chúng giảm 60%. Họ đã vượt qua bài kiểm tra cuộc sống tương đương 5000 giờ.
Trường hợp 2: Kiểm tra hiệu suất của các ống ốp cho các lò phản ứng hạt nhân
Viện nghiên cứu kim loại của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã thực hiện 3D - in các ống bọc hợp kim GH1333 in đáp ứng nhu cầu của các lò phản ứng nhanh sử dụng natri để làm mát chúng.
Tái cấu trúc theo một hướng nhất định: để tạo cấu trúc tinh thể cột, đi qua một vùng được làm nóng ở 1250 độ với tốc độ 5 mm/phút.
Lớp phủ bảo vệ oxy hóa: Sau khi xử lý nhiệt, Spray CR3C2 Lớp phủ NICR. Điều này làm giảm tỷ lệ kháng oxy hóa 90% trong môi trường hơi nước ở 600 độ.
Hiệu suất chống sưng của ống ốp trong điều kiện tai nạn mô phỏng được tăng 20% ​​so với các ống đùn thông thường, cung cấp hỗ trợ công nghệ thiết yếu cho việc định vị các thiết bị năng lượng hạt nhân thế hệ thứ tư.