2738模具鋼的機械性能(當今主流3D打印成型技術及適用材料解析)
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2738模具鋼的機械性能
V(m/min)超硬工具P30-P40P10P2055857595高速鋼工具10201530鉆孔鉆孔深度孔徑2D6D8D10D(mm)回轉數(r.p.m)/進刀(mm/rev)41430/.0.81095/.061090/.05990/.048900/.14750/.11680/.08620/.0716475/.25395/.19365/.15330/.1225310/.29260/.22235/.17215/.15當鉆孔深度4D時,建議去除鐵屑及加冷卻劑。
鍛造:鍛造溫度(℃)冷卻1050-850爐中自然冷卻熱處理:球化退化溫度(℃)冷卻硬度(HB)720爐中冷卻225max淬火溫度(℃)淬火劑淬火后硬度(HRC)1020-1040油或500-550℃熱浴52回火溫度(℃)100200300400硬度(HRC)51504846溫度(℃)500600700硬度(HRC)423628滲碳處理:。
滲碳處理溫度850940℃,時間依產品需求的深度而確定。
如果滲碳溫度超過880℃,時間超過2小時,則必須進行正常化處理,以保持組織晶粒細小。
滲碳完畢后,在爐中冷卻至830℃,均熱后在油中淬火,然后回火,回火溫度如列表,從而使表面硬度提高,增加耐磨性。
如果只要求硬度而不要求組織晶粒細小,可以在880℃以上的滲碳溫度淬火。
回火溫度(℃)時間(h)硬度(HRC)180260200259300255氮化處理:。
當今主流3D打印成型技術及適用材料解析
熱熔性絲材(通常為ABS或PLA材料)先被纏繞在供料輥上,由步進電機驅動輥子旋轉,絲材在主動輥與從動輥的摩擦力作用下向擠出機噴頭送出。
在供料輥和噴頭之間有一導向套,導向套采用低摩擦力材料制成以便絲材能夠順利準確地由供料輥送到噴頭的內腔。
噴頭的上方有電阻絲式加熱器,在加熱器的作用下絲材被加熱到熔融狀態,然后通過擠出機把材料擠壓到工作臺上,材料冷卻后便形形成了工件的截面輪廓。
采用FDM工藝制作具有懸空結構的工件原型時需要有支撐結構的支持,為了節省材料成本和提高成型的效率,新型的FDM設備會采用了雙噴頭的設計,一個噴頭負責擠出成型材料,另外一個噴頭負責擠出支撐材料。
一般來說,用于成型的材料絲相對更精細一些,而且價格較高,沉積效率也較低。
用于制作支撐材料的絲材會相對較粗一些,而且成本較低,但沉積效率會更高些。
支撐材料一般會選用水溶性材料或比成型材料熔點低的材料,這樣在后期處理時通過物理或化學的方式就能很方便地把支撐結構去除干凈。
適用材料:熱塑性塑料,共晶系統金屬、可食用材料。
電子束自由成形Electronbeamfreeformfabrication(EBF)是一種采用電子束作為熱源,利用離軸金屬絲建造零件的工藝。
采用該增材制造工藝制造的近凈成形零件需要通過減材工藝進行后續的精加工。
其原理為在真空環境中,高能量密度的電子束轟擊金屬表面形成熔池,金屬絲材通過送絲裝置送入熔池并熔化,同時熔池按照預先規劃的路徑運動,金屬材料逐層凝固堆積,形成致密的冶金結合,直至制造出金屬零件或毛坯。
EBF工藝可替代鍛造技術,大幅降低成本和縮短交付周期。
它不僅能用于低成本制造和飛機結構件設計,也為宇航員在國際空間站或月球或火星表面加工備用結構件和新型工具提供了一種便捷的途徑。
EBF技術可以直接成形鋁、鎳、鈦、或不銹鋼等金屬材料,而且可將兩種材料混合在一起,也可將一種材料嵌入另一種,例如可將一部分光纖玻璃嵌入鋁制件中,從而使傳感器的區域安裝成為可能。
EBF3系統已經在NASA噴氣式飛機上進行測試,并經歷了短暫的失重狀態。
通過使用高能量的激光束再由3D模型數據控制來局部熔化金屬基體,同時燒結固化粉末金屬材料并自動地層層堆疊,以生成致密的幾何形狀的實體零件。
這種零件制造工藝被稱為“直接金屬激光燒結技術(DirectMetalLaser-Sintering)”。
通過選用不同的燒結材料和調節工藝參數,可以生成性能差異變化很大的零件,從具有多孔性的透氣鋼,到耐腐蝕的不銹鋼再到組織致密的模具鋼。
這種離散法制造技術甚至能夠直接制造出非常復雜的零件,避免了采用銑削和放電加工,為設計提供了更大的自由度。
早些年只有相對軟的材料適用這種技術,而隨著技術的不斷進步,適用領域也擴展到了塑料、金屬壓鑄和沖壓等各種量產模具。
應用這項技術的優點不僅是周期短,而且使模具設計師能夠把心思集中在如何建構最佳的幾何造型,而不用考慮加工的可行性上。
結合CAD和CAE技術可以制造出任意冷卻水路的模具結構。
DMLS是金屬粉體成型,有同軸送粉和輥筒送粉兩類。
同軸送粉的技術適合制造分層厚度在1mm以上物件,大型的金屬件,目前我國最大的工件居然是核電部件,在四川制造。
輥筒送粉的產品精細度高,適合制造小型部件,因為制造過程部件很容易熱變形。
以上幾類3D打印其實都是對應了材料的熱曲線,需要材料配合,以金屬粉體為例,既涉及到粉體粒徑形貌又涉及到粒徑搭配,還需要熱處理使得馬氏體和奧氏體之間結構轉化。
其工作原理主要是利用金屬粉末在電子束轟擊下熔化的原理,先在鋪粉平面上鋪展一層粉末并壓實;然后,電子束在計算機的控制下按照輪廓截面信息進行有選擇的燒結,金屬粉末在電子束的轟擊下燒結在一起,并與下面已成型的部分粘接,層層堆積,直至整個零件全部燒結完成;最后去除多余粉末便得到想要的零件。
EBM技術采用金屬粉末為原材料,其應用范圍相當廣泛,尤其在難熔、難加工材料方面有突出用途,包括鈦合金、鈦基金屬間化合物、不銹鋼、鈷鉻合金、鎳合金等,其制品能實現高度復雜性并達到較高的力學性能。
此技術可用于航空飛行器及發動機多聯葉片、機匣、散熱器、支座、吊耳等結構的制造。
SLM技術是利用金屬粉末在激光束的熱作用下完全熔化、經冷卻凝固而成型的一種技術。
在高激光能量密度作用下,金屬粉末完全熔化,經散熱冷卻后可實現與固體金屬冶金焊合成型。
SLM技術正是通過此過程,層層累積成型出三維實體的快速成型技術。
他們的專利SHS(選擇性熱燒結)在2011年推出3D印刷技術在EUROMOLD。
它類似于激光燒結,但是,而不是使用激光SHS使用的熱打印頭。
被保持在升高的溫度下,這樣的機械掃描頭只需要提升的溫度稍高于粉末的熔融溫度,以選擇性地結合,粉末床。
然后它被切成層,使用另一種方案,在CAD軟件設計的三維模型。
當按下“打印”按鈕,打印機蔓延在整個構建室一層薄薄的塑料粉末。
感熱式打印頭開始來回移動,從打印頭的熱熔融到塑料粉末層中的每個橫截面。
再次三維打印機,塑料粉末,準備新的層,感熱式打印頭,繼續加熱到粉末層。
最終的三維模型是在編譯室-由未熔化粉末包圍。
未使用的粉是100%可回收,沒有必要額外的支持材料。
隨著選擇性熱燒結技術的3D打印機可以使任何復雜的幾何形狀(最小壁厚為1毫米)的形成。
SLS工藝使用的是粉末狀材料,激光器在計算機的操控下對粉末進行掃描照射而實現材料的燒結粘合,就這樣材料層層堆積實現成型,如圖所示為SLS的成型原理:。
選擇性激光燒結加工的過程先采用壓輥將一層粉末平鋪到已成型工件的上表面,數控系統操控激光束按照該層截面輪廓在粉層上進行掃描照射而使粉末的溫度升至熔化點,從而進行燒結并于下面已成型的部分實現粘合。
當一層截面燒結完后工作臺將下降一個層厚,這時壓輥又會均勻地在上面鋪上一層粉末并開始新一層截面的燒結,如此反復操作直接工件完全成型。
在成型的過程中,未經燒結的粉末對模型的空腔和懸臂起著支撐的作用,因此SLS成型的工件不需要像SLA成型的工件那樣需要支撐結構。
SLS工藝使用的材料與SLA相比相對豐富些,主要有石蠟、聚碳酸酯、尼龍、纖細尼龍、合成尼龍、陶瓷甚至還可以是金屬。
當工件完全成型并完全冷卻后,工作臺將上升至原來的高度,此時需要把工件取出使用刷子或壓縮空氣把模型表層的粉末去掉。
SLS工藝支持多種材料,成型工件無需支撐結構,而且材料利用率較高。
盡管這樣SLS設備的價格和材料價格仍然十分昂貴,燒結前材料需要預熱,燒結過程中材料會揮發出異味,設備工作環境要求相對苛刻。
適用材料:熱塑性塑料、金屬粉末、陶瓷粉末。
GR模具鋼焊接性能GR模具鋼
☆換行符☆GR模具鋼鋼板規格范圍:厚度0.5-80mm,長1-6米,寬0.5-3m。
☆換行符☆GR模具鋼鋼管規格范圍:外徑6-530mm,壁厚0.5-50mm,長度1-12m;。
☆換行符☆GR模具鋼產品應用:普遍的應用于、電力、石油化學、船舶、機械、電子、環保等各個行業。
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