通过传统方法用钛及其合金制造产品是一项复杂的技术任务,需要大量时间和金钱。南乌拉尔国立大学的科学家已经开发出一种新的通用技术,可以通过使用增材技术制造钛合金零件。新技术将大大节省进一步机械加工的成本。有关该研究的文章发表在享有盛誉的《材料》(Q1)杂志上。
制造钛产品的新技术
钛产品凭借其强大的实力如今已广泛用于机械工程和航空领域。但是,大多数情况下,使用传统的铸造厂来制造这些零件。使用增材技术似乎是一个非常有前途的方向,因为它可以把钛及其合金加工成具有复杂几何形状的产品,然后对其进行相对简单的加工。
“通过铸造生产零件是一个非常复杂的过程。为了避免钛熔体与氧气和空气氮气的相互作用,必须在惰性气体中(在真空或保护性气体环境下)生产钛。并且,此类零件的进一步机加工需要特殊的条件和设备,因此其成本高昂。使用增材技术似乎是一个非常有前途的方向,因为它可以把钛及其合金加工成具有复杂几何形状的产品,然后进行相对简单的加工。这将大大降低成品的价格,-项目经理-南乌拉尔国立大学 机械,激光加工和数字制造技术 国际实验室负责人,技术科学博士 玛丽娜·萨莫杜罗娃 教授解释到。
南乌拉尔国立大学的科学家与“复合材料”股份公司的专家一起开发一种结合使用两种技术用钛合金制造零件的技术。增材制造:SLM(选择性激光熔化技术)和DMD(直接金属沉积)工艺。南乌拉尔国立大学的工作是开发一种创建元件结构的技术,该技术通过DMD方法把钛粉末合金制成胚料,在使用SLS流程制造。
保持原有的强度
作为工作的一部分南乌拉尔国立大学机械,激光加工和数字生产技术国际实验室使用高精度的实验室设备对由钛合金制成的零件的结构和显微硬度进行了研究 。
“对通过激光堆焊加工的零件的各个部分的化学成分进行了分析,按照产品高度分析化学成分的均匀性,以及各个结构组件的组成。所有研究的样品均具有两相钛合金硬化状态的微观结构特征,这意味着它们具有此类产品所需的必要强度和硬度”玛丽娜·萨莫杜罗娃 说到。
在实验过程中,对实验台外部做了技术性的温差防护。这个小的标准的现代化的激光堆焊的综合体FL-Clad-R-4防止冷却后制成的零件开裂。科学家已经获得了具有良好强度特性的产品。实验结果表明,采用增材技术制成的钛和钛合金零件具有较高的可靠性和较大的安全系数,可以成功地用于机械工程和航空领域。