氮气、氩气等高纯气体在3D打印技术中的保护作用

来源:瑞德特种气体发布日期 2020-04-20 14:23


纽瑞德小编了解到,近来研讨人员发现了运用氩气氮气作为维护气体对添加剂制作17 -4 PH不锈钢的最终机械性能的影响。



“经过查询各种工艺参数,扫描策略和建筑物定向效应,现已做了许多尽力来优化和改善AM部件的机械性能。”研讨人员表明。 “引进维护气体是另一个重要参数,它不仅影响制作部件的热物理性能,还影响制作部件的机械性能。维护气体负责去除熔池周围的活性气体,以防止与大气反响发生晦气影响。像氧气这样的气体在选择适宜的维护气体时,必须考虑各种因素,例如气体与熔池的根底材料和化学冶金反响。”


研讨了各种维护气体如氮气,氩气和氦气对碳钢,不锈钢和铝合金等不同材料的行为的影响。研讨人员的研讨重点是“经过在典型的L-PBF条件下模仿单个轨迹来模仿17-4 PH SS的热响应,同时考虑不同维护气体的对流传热”。进行了数值研讨,以取得在激光粉末床熔融过程中在氩气和氮气维护气体下制作的部件的温度,温度梯度和冷却速率。进行显微硬度测试和拉伸测试以确定3D打印部件在不同维护气体下的机械性能。得出以下定论:


1、氮气氛沿着轨迹引进略低的温度和温度梯度,同时冷却速率高于氩气氛。研讨人员将此归因于氮气的较高导热系数。


2、当氮气用作维护气体时,更多的能量应从轨迹消散到环境中。这是因为运用氮气时提供的冷却速率更高。


3、在氮气维护气体下制作的试样的硬度略高于在氩气下制作的试样的硬度。这归因于因为在氮气氛下提供的较高冷却速率而取得的更精密的微结构。 


4、“HT-Ar / Ar试样的硬度高于HT-Ar / N2试样。这是因为在氩气氛下制作的奥氏体基体与马氏体微观结构相比具有更高的沉积硬化能力。


在所有测试条件下,拉伸行为的变化最小。然而,在氮气氛下3D打印的样品具有稍高的强度和延展性。


该研讨可以提供有价值的见地,以更好地防止添加制作部件中的缺点,例如孔隙率和缺乏熔合。特别是金属添加剂制作是一种非常准确的科学,触及大量的化学知识和数学计算,以便为3D打印创造最佳条件。依据研讨人员的研讨,制作商可能可以改变3D打印零件的条件,然后取得更好的全体组件。


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