Neue Materialien Bayreuth GmbH最近完成的一項研究項目表明,包覆滲碳技術可以顯著改善增材制造部件的表面粗糙度,同時增強其抗熱腐蝕和抗氧化性能。這項研究源自IGF研究項目“SLM-Pack”,由Neue Materialien Bayreuth GmbH與Dechema研究所(DFI)合作完成。
增材制造,特別是激光粉末床熔化(L-PBF)工藝,提供了快速生產各種復雜幾何形狀組件的可能性,并且不依賴傳統(tǒng)的工藝鏈。然而,打印出的組件通常存在高表面粗糙度和近表面缺陷,從而影響其抗氧化性和機械性能,尤其是疲勞強度。為了彌補這些缺陷,通常需要進行噴砂和研磨等復雜的后處理操作,特別是對于復雜幾何形狀的組件,這些操作尤為耗時。
包覆滲碳技術是一種化學氣相沉積(CVD)方法,幾十年來一直用于在金屬表面形成保護涂層。這些富含鉻、硅或鋁的涂層可顯著提高高溫合金的抗熱腐蝕和抗氧化性能?!癝LM-Pack”項目的主要挑戰(zhàn)和目標是研究這一工藝在增材制造部件中的適用性。
研究結果令人鼓舞。通過包覆滲碳處理,所有研究合金的鍍鋁樣品表面粗糙度降低了20%。此外,與傳統(tǒng)制造的合金相比,疲勞壽命顯著延長,因為鋁擴散層可以阻止裂紋擴展。另一個顯著的優(yōu)勢是提高了部件的抗氧化性,即使在高達1000°C的溫度下也能形成保護性Al2O3層。L-PBF打印的合金625的抗氧化性能提高了五倍,而合金718的抗氧化性能甚至提高了十七倍。
“SLM-Pack – 增材制造部件的表面處理:機械性能和氧化行為的改善”項目由Industrielle Gemeinschaftsforschung IGF資助(資助代碼21431 N)。這些研究結果為增材制造部件在工業(yè)應用中提供了新的前景,特別是在對材料耐久性和性能有較高要求的領域。
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