激光粉床融合Inconel 718 工具用于深冷绘图应用:优化印刷和后处理参数
Cho-Pei Jiang1,2, Andi Ard Maidhah3, Shun-Hsien Wang4
1Department of Mechanical Engineering, National Taipei University of Technology, Taipei 10608, Taiwan.
Materials (Basel, Switzerland)
|July 14, 2023
概括
优化Inconel 718 (IN 718) 的打印和热处理参数可以提高其机械性能. 这使得能够创建强大的工具,用于冷深绘图应用,实现高抗拉强度和硬度.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 增材制造 增材制造 增材制造
- 机械工程 机械工程
背景情况:
- 英康尼尔718 (IN 718) 是一种高性能合金,经常用于苛刻的应用.
- 从激光粉床融合 (LPBF) 来制造的IN 718零件缺乏足够的机械性能来进行冷深绘制.
- 优化处理参数对于提高IN 718对此类应用的适用性至关重要.
研究的目的:
- 为了确定Inconel 718 (IN 718) 的最佳激光粉床融合 (LPBF) 打印参数.
- 确定最佳的热处理 (HT) 参数,以最大限度地提高IN 718的最终抗拉强度 (UTS).
- 为了验证优化IN 718工具适用于冷深画应用的适用性.
主要方法:
- 利用塔古奇方法进行实验设计,以确定影响机械性能的关键因素.
- 进行了激光粉床融合 (LPBF) 打印,参数不同.
- 应用后加工步骤,包括热处理 (HT) 和表面加工.
- 制造并经过测试的工具 (模具和冲孔) 用于深度绘制性能.
主要成果:
- 确定了最佳的LPBF参数:190W的激光功率,600mm/s的扫描速度,0.105mm的口空间和40μm的层厚度.
- 在后处理 (HT和表面加工) 后达到1511.9 MPa的最大UTS.
- 优化的HT涉及两阶段加热过程 (720°C8小时,然后620°C8小时) 与炉冷却.
- 表面加工使硬度增加到HRC 55.
- 制造的IN 718工具成功地在6061.1合金上进行了冷深画.
结论:
- 优化的LPBF和HT参数显著提高了IN 718的机械性能.
- 开发的工艺可以生产IN 718工具,UTS> 1500 MPa,硬度> 50 HRC.
- 这些优化的IN 718工具适用于冷深画应用.
