Neue Materialien Bayreuth GmbH最近完成的一项研究项目表明,包覆渗碳技术可以显著改善增材制造部件的表面粗糙度,同时增强其抗热腐蚀和抗氧化性能。这项研究源自IGF研究项目“SLM-Pack”,由Neue Materialien Bayreuth GmbH与Dechema研究所(DFI)合作完成。
增材制造,特别是激光粉末床熔化(L-PBF)工艺,提供了快速生产各种复杂几何形状组件的可能性,并且不依赖传统的工艺链。然而,打印出的组件通常存在高表面粗糙度和近表面缺陷,从而影响其抗氧化性和机械性能,尤其是疲劳强度。为了弥补这些缺陷,通常需要进行喷砂和研磨等复杂的后处理操作,特别是对于复杂几何形状的组件,这些操作尤为耗时。
包覆渗碳技术是一种化学气相沉积(CVD)方法,几十年来一直用于在金属表面形成保护涂层。这些富含铬、硅或铝的涂层可显著提高高温合金的抗热腐蚀和抗氧化性能。“SLM-Pack”项目的主要挑战和目标是研究这一工艺在增材制造部件中的适用性。
研究结果令人鼓舞。通过包覆渗碳处理,所有研究合金的镀铝样品表面粗糙度降低了20%。此外,与传统制造的合金相比,疲劳寿命显著延长,因为铝扩散层可以阻止裂纹扩展。另一个显著的优势是提高了部件的抗氧化性,即使在高达1000°C的温度下也能形成保护性Al2O3层。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处理:机械性能和氧化行为的改善”项目由Industrielle Gemeinschaftsforschung IGF资助(资助代码21431 N)。这些研究结果为增材制造部件在工业应用中提供了新的前景,特别是在对材料耐久性和性能有较高要求的领域。
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