Zastosowanie dwustopniowej obróbki cieplnej T6 w celu dostosowania właściwości mechanicznych aluminiowych stopów AlSi10Mg z nadrukiem 3D

Dodatkowo duży transfer ciepła, wysoki współczynnik odbicia od wiązki laserowej i łatwe utlenianie do wytrzymałego filmu tlenkowego sprawiają, że stopy AI produkowane przez SLM są trudniejsze niż stal lub tytan.

Para naukowców Niedawno opublikowano artykuł zatytułowany "Tdz. obrabiane cieplnie AISi10Mg dodatek stopowy wytwarzany metodą selektywnego topienia laserowego" w czasopiśmie Procedia Manufacturing o dostosowywaniu właściwości mechanicznych stopów AlSi10Mg produkowanych metodą SLM z dwustopniową obróbką cieplną T6.

Streszczenie brzmi: "Zaproponowano dwustopniową obróbkę cieplną T6 w celu dostosowania właściwości mechanicznych wytopionego stopu AlSi10Mg z wytopem laserowym. Proces obejmował stały roztwór w temperaturze 535 ° C i sztuczne starzenie w temperaturze 158 ° C przez 10 godzin. Zagęszczanie, twardość i zachowanie oksydacyjne zostały zbadane po obróbce cieplnej T6. Wyniki pokazują, że twardość próbek poddanych obróbce cieplnej T6 jest niższa niż w przypadku próbek nietraktowanych. Wynika to z drobnoziarnistej mikrostruktury rekrystalizacji podczas stałego roztworu. Agregacja tlenków i rozkład wgłębień zachodziły z powodu wystarczającej dyfuzji podczas sztucznego starzenia w drugim etapie. "

Obróbka cieplna T6 jest najczęściej stosowana do zwiększania wytrzymałości składników Al-Si za pomocą Cu i / lub Mg w konwencjonalnym wytwarzaniu, w którym stosuje się obróbkę w wysokiej temperaturze, aby rozpuścić większe cząstki międzymetaliczne i ujednorodnić pierwiastki stopowe. Następnie stosuje się sztuczne starzenie w niższej temperaturze w celu wytworzenia drobnych osadów.

Nowe badania pokazują, że obróbka cieplna T6 może w rzeczywistości spowodować zmiękczenie stopów odlewu zamiast utwardzania, gdy są wyżarzane w temperaturze 300 ° C lub 530 ºC, co kontrastuje z wcześniejszymi badaniami. Ponadto wytworzony SLM roztwór AlSi12 miał 25% wzrost plastyczności.

"Jednakże, jak dotąd, większość badań skupia się na zwiększaniu wytrzymałości na rozciąganie podczas selektywnego topienia laserowego, tylko kilka można odnoszą się do wyważania plastyczności i odporności na fakty za pomocą obróbki cieplnej po spawaniu. Ponadto, przeprowadzono obecnie tylko ograniczone, kompleksowe prace mające na celu zbadanie procesów obróbki cieplnej charakterystycznych dla selektywnych stopów AlSi10Mg wytwarzanych metodą topienia laserowego, w szczególności ich wpływu na właściwości mechaniczne "- napisali naukowcy. "W związku z tym wiąże się z tym konieczność weryfikacji tradycyjnych obróbek cieplnych T6, jeśli chodzi o selektywne materiały do ​​topienia laserowego i jaki byłby wpływ tych obróbek cieplnych nawłaściwości mechaniczne selektywnych stopów AlSi10Mg wytwarzanych metodą topienia laserowego. "

W proponowanej termicznej obróbce papieru zastosowano stały roztwór o temperaturze 535 ° C i sztuczne starzenie w temperaturze 158 ° C przez 10 godzin na rozpylonym gazem proszku AlSi10Mg dostarczonym przez firmę Renishaw. Następnie naukowcy zbadali wpływ ich dwustopniowej obróbki cieplnej T6 na właściwości mechaniczne i mikrostrukturalne opracowane w próbkach drukowanych 3D SLM

Właściwości mechaniczne próbek zależą od mechanizmu zagęszczania części, oraz ich mikrostruktura podczas przetwarzania SLM.

"W stopach AlSi10Mg teoretyczna gęstość objętościowa wynosi zwykle 2,68 g / cm3. Po selektywnym topieniu laserem zagęszczanie próbek powykonawczych wynosiło 96%. Natomiast po obróbce cieplnej T6 średnia wartość zagęszczania próbek wynosi 96,52%, a maksymalne zagęszczenie 98,13% "- napisali naukowcy.

Te podobne wartości wskazują, że etap obróbki cieplnej T6 miał bardzo mały wpływ na zagęszczanie części drukowanych SLM 3D. Dodatkowo, po obróbce cieplnej po T6, twardość tak wytworzonej próbki w kierunku budynku również znacznie spadła. Dowody wskazują również, że obróbka cieplna T6 może sferoidyzować obszary utleniania, aby jeszcze bardziej poprawić mechaniczne właściwości próbek drukowanych 3D SLM.

Naukowcy podsumowali: "Ta obróbka cieplna ma na celu dostrojenie mechanicznego zachowania selektywnego topienia laserowego -produkowane stopy AlSi10Mg. Zbadano wpływ obróbki cieplnej typu T6 na zagęszczanie, twardość i zachowanie oksydacyjne. Podobne zagęszczenie 96% w próbkach powykonawczych i 96,52% w próbkach poddanych obróbce cieplnej wskazuje, że obróbka cieplna T6 nie ma znaczenia dla zagęszczania. Zmniejszyć o około 20% twardość próbek poddanych obróbce cieplnej w porównaniu z próbkami selektywnego topienia laserowego. Obróbka cieplna T6 może sferoidyzować obszary utleniania, a tym samym tworzyć strukturę wgłębną. To odkrycie może zaoferować intrygujący wgląd w charakterystykę utleniania i właściwości mechaniczne selektywnego stopu AlSi10Mg wytwarzanego metodą topienia laserowego przy użyciu dwustopniowej obróbki cieplnej. "