Типы жаропрочных металлических материалов при лазерной формовке

Типы жаропрочных металлических материалов при лазерной формовке

Огнеупорные металлические материалы с высокой температурой плавления и особые свойства были разработаны как высокотехнологичные материалы. Из-за высокой температуры плавления и высокотемпературной прочности процесс плавки этих материалов очень сложен, и большинство тугоплавких сплавов производится порошковой металлургией . .

Огнеупорные металлические материалы

С учетом требований к формированию сложных структур из огнеупорных материалов, снижению затрат и повышению эффективности традиционные процессы порошковой металлургии также показали свои недостатки:дорогие пресс-формы, сложные процессы и трудные для формирования сложных трехмерных твердых деталей. В этом случае использование аддитивного производства для формовки тугоплавких металлов стало эффективным способом.

Среди материалов, обычно используемых для аддитивного производства металлов, температура плавления металлического титана высока, достигая 1660 ℃. Температура плавления тугоплавких металлов на 1000-2000 градусов выше, чем у титана. Даже при использовании лазерной формовки возникают определенные трудности. С обновлением оборудования для лазерной формовки, развитием технологии измельчения и постоянным увеличением спроса на материалы, лазерная формовка тугоплавких металлов стала постепенно осуществляться, и к настоящему времени достигнут большой прогресс.

Вольфрам и вольфрамовые сплавы

Вольфрам имеет температуру плавления 3400 ℃. Это металлический материал с наивысшей температурой плавления, обладающий жаропрочностью и сопротивлением ползучести, а также хорошей теплопроводностью, электропроводностью и свойствами электронной эмиссии.

Вольфрам и вольфрамовые сплавы широко используются в электронной промышленности и производстве электрических источников света, а также в аэрокосмической отрасли, в литейном и оружейном секторах для изготовления сопел ракет, форм для литья под давлением, сердечников бронебойных гильз, контактов, нагревательных элементов и теплозащитных экранов. .

Вольфрамовые сплавы

3D-печать Процесс обработки вольфрамовых материалов - это в основном SLM. В 2014 году Philips разработала процесс SLM с использованием чистого вольфрама с использованием металлических станков EOS и применила его для высокоточного производства компонентов рентгеновского рентгеноскопического оборудования (такого как CT / PET / SPECT).

Кроме того, GE разработала процесс формования вольфрамового материала с использованием технологии электронно-лучевого плавления и применила его к фильтрам рентгеновского излучения и сканера КТ. Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии использовал оборудование EOS для исследования процесса формования чистого вольфрамового порошка . в последние годы. 3D-печать - эффективный метод отделки труднообрабатываемых материалов, таких как вольфрам.

Сплав на основе ниобия

Сплавы ниобия обладают хорошей устойчивостью к коррозии крови и могут использоваться для изготовления сосудистых стентов. В то же время из-за их небольшого удельного веса, высокой прочности, хорошей вязкости, легкости сварки и т. Д. Они также являются важными материалами для изготовления жаропрочных деталей для авиакосмической промышленности. Температура плавления чистого ниобия составляет 2470 ℃, но автору не удалось найти соответствующие отчеты о разработке процесса 3D-печати чистого ниобия.

В 2014 году американский поставщик космических компонентов Metal Technology (MTI) объявил об успешной разработке процесса 3D-печати из сплава на основе ниобия под названием C-103 с использованием принтера 3D Systems ProX 300. Этот материал имеет температуру плавления 2350 ° C. Он обладает отличной термостойкостью, легкостью, хорошей надежностью и способностью выдерживать сильные вибрации и низкие температуры, что широко используется в авиакосмической отрасли.

Сплав на основе ниобия C-103 впервые был использован в командном модуле NASA Apollo. MTI разработала процесс 3D-печати этого материала, который открыл дверь для получения заказов на космические детали от таких клиентов, как Lockheed Martin, Moog и NASA.

Тантал

Пористый тантал, также известный как трабекулярный металл, уже много лет безопасно используется в медицине. Он не взаимодействует с фольгой электродов кардиостимулятора и не пропускает рентгеновские лучи, которые можно использовать для ремонта черепа. В последние годы танталовые стержни использовались в качестве первых методов лечения тотальных миелоидных и коленных имплантатов, имплантатов позвоночных суставов и остеонекроза.

Танталовый металл

Тантал - тугоплавкий металл с температурой плавления 2996 ℃. Его процесс 3D-печати сложен, и к нему предъявляются высокие требования к характеристикам порошка, параметрам лазерного плавления, стабильности оборудования, качеству порошкового покрытия и точности печати. ​​

В 2016 году британская компания Metalysis разработала сферические порошки металлического тантала и провела 3D-печать и медицинские исследования, которые доказали эффективность танталовых порошков в SLM, производящем медицинские имплантаты.

Молибден

Молибден обладает превосходными физическими, химическими и механическими свойствами и часто используется в качестве материала для обработки стекла, аэрокосмической промышленности и высокопроизводительных электронных компонентов. По сравнению с другими тугоплавкими металлами плотность молибдена намного ниже, что указывает на более высокую удельную прочность молибдена, что дает практические результаты для приложений, требующих снижения веса.

В 2018 году Окриджская национальная лаборатория (ORNL) успешно использовала систему лазерной плавки Renishaw для получения литья под давлением из радиоизотопа молибдена-99 (Mo-99). Как наиболее часто используемый радиографический изотоп в современной медицине, Mo-99, напечатанный на 3D-принтере, стал важным шагом в коммерческом производстве материалов для медицинской помощи в Соединенных Штатах. В то же время это также первый случай образования радиоактивных материалов при 3D-печати. ​​

Можно ли расплавить металлический материал лазером или нет, не может быть определено только по его температуре плавления, и это также имеет важную взаимосвязь с составом материала и свойствами материала.

Заключение

Благодарим вас за чтение нашей статьи и надеемся, что она поможет вам лучше понять типы жаропрочных металлических материалов при лазерной формовке . . Если вы хотите узнать больше о тугоплавких металлических материалах , рекомендуем посетить страницу Advanced Refractory Metals (ARM) для получения дополнительной информации.

Advanced Refractory Metals (ARM) со штаб-квартирой в Лейк-Форест, Калифорния, является ведущим производителем и поставщиком тугоплавких металлов во всем мире. Мы специализируемся на поставках высококачественного тугоплавкого металла . такие продукты, как вольфрам, молибден, тантал, рений, титан и цирконий.