金屬-高分子復(fù)合粉末激光燒結(jié)成形及后處理研究.pdf

1、選擇性激光燒結(jié)是一種比較成熟的快速成形技術(shù)，利用激光燒結(jié)實(shí)現(xiàn)金屬零件和模具的快速制造，具有廣闊的應(yīng)用前景，也是目前研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。在國外，激光燒結(jié)覆膜金屬粉末可以間接成形金屬零件，而且這項(xiàng)技術(shù)已成功應(yīng)用在模具工業(yè)上，但由于技術(shù)壟斷和對(duì)材料及工藝都保密，我國難以掌握和應(yīng)用。 本文的目的就是研究選擇性激光燒結(jié)間接成形金屬/高分子復(fù)合粉末材料及其相應(yīng)后處理工藝。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下： 研究了環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑與金屬均勻混合粉末

2、作為SLS成形材料，這種粉末具有制備簡單，成本低，成形性好的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)高分子聚合物與金屬材料粘接性能的好壞，選擇E-20和E-12兩種環(huán)氧樹脂作為粘結(jié)劑，并選擇單一金屬粉末材料如316L和電解鐵粉以及復(fù)合金屬粉末材料（Fe－Cu－C、Fe－Cu－Ni 和Fe－Cu－Ni－C）作為結(jié)構(gòu)材料，并確定了粘結(jié)劑和結(jié)構(gòu)材料的成分配比。 對(duì)環(huán)氧樹脂與金屬均勻混合粉末的激光燒結(jié)機(jī)理做了探討，從實(shí)驗(yàn)上分析了激光功率，掃描速度，掃描間距，單層層厚

3、四個(gè)激光燒結(jié)工藝參數(shù)對(duì)形坯強(qiáng)度和精度的影響。用正交試驗(yàn)方法優(yōu)化了激光燒結(jié)的四個(gè)工藝參數(shù)，優(yōu)化的工藝參數(shù)為：激光功率為14W、掃描速度為2000mm/s、掃描間距為0.1mm、單層層厚為0.1mm。 對(duì)形坯的清粉處理、脫脂降解、高溫?zé)Y(jié)等后處理展開了研究?？偨Y(jié)出一系列對(duì)不規(guī)則零件的清粉處理方法；分析了降解溫度、保溫時(shí)間、保護(hù)氣氛對(duì)降解過程的影響；分析了高溫?zé)Y(jié)的機(jī)理和過程，高溫?zé)Y(jié)參數(shù)對(duì)燒結(jié)件性能的影響，總結(jié)了燒結(jié)收縮規(guī)律，給出減

4、小和補(bǔ)償燒結(jié)收縮的措施。 對(duì)燒結(jié)后的毛坯采用改性環(huán)氧樹脂進(jìn)行浸漬，以改善零件的機(jī)械性能。分別研究了浸漬試樣前后的拉伸性能，同時(shí)采用DSC、TGA和SEM分析方法分別研究了浸漬溫度、固化溫度、固化時(shí)間以及滲入樹脂后毛坯的耐熱溫度和微觀組織，結(jié)果表明：浸漬后毛坯試樣的拉伸強(qiáng)度也得到了極大的提高，達(dá)到近4倍，而且毛坯的致密度也得到提高，同時(shí)毛坯耐熱溫度可以達(dá)到200℃。 通過本文的研究，可以得出結(jié)論，采用上述方法可以制造注塑模