高氮钢-低碳钢等离子弧混合界面研究文献综述

 2022-11-26 01:11

文 献 综 述

背景

在机械行业中,以车、刨、铣、磨和模具生产等传统的通过材料的去除加工为代表的制造业生产方式至今仍在沿用,现在虽然已经开始通过数控系统的使用对原有机床进行升级和革新,但是生产质量一定程度上还是受到员工的个人操作技术因素的影响,而且利用模具来生产零部件的生产模式依然还在广泛大面积的应用。以上两种典型的生产制造方式都存在制造成本高、工作环境差、对员工个人技术要求较高、生产周期较长等多种不利因素,这些因素的存在使得传统制造技术与现代化快节奏的社会需求模式不相适应。

增材制造技术与传统的去除材料加工技术不同,是一种快速成形技术,它主要通过数字模型文件作为加工生产的依据,使用特殊蜡材、塑料或粉末状金属等可粘合材料,连接和加固分层打印的物质,从而实现生产制造三维物体的目的。

从生产制造流程来比较,传统的制造技术有一整套严格严密的生产加工制造流程,首先是进行概念设计,随后进行外观和结构设计,接下来是图纸设计(目前均已使用CAD技术进行辅助设计),随后工作人员按照图纸使用数控机床来对零件进行加工,最后生成产品。如果生产了非金属产品如塑料等,还需进行模具设计,在成功试模之后才可进行大量生产。操作者需要有非常高的专业技术知识来操作整个流程,如有一处环节产生问题,则后续的很多相应环节都会被影响。而增材制造技术的流程则十分简单,首先使用计算机进行辅助设计(CAD设计),随后将数据传入3D打印机,通过简单的设置,进行打印后即可得到所加工产品。传统制造技术生产效率低,制造成本较高,而增材制造材料利用率较高,无需加工前对毛坯进行处理,无需大型的自动化生产线,无需固定的生产制造车间,降低生产成本;传统制造技术劳动强度大,加工人员众多加工周转次数频繁,生产工序众多,而增材制造无需传统的切削刀具、固定夹具、加工机床或模具,可直接按照模型数据生成实物产品,简单方便灵活,从而有效地缩短了产品研发周期;传统制造技术工作环境较差并具有危险性,废品率较高、对材料有较多浪费,而增材制造能够将采用传统方法制造不便的复杂零件或产品,轻松地制造出来,加工生产环境安全无污染。通过以上特点的分析,可以看出增材制造技术与传统制造技术比较,有很大优势。

国内研究现状

为了推进国内增材制造的较快发展,国内科研人员进行了大量的研究工作,但大部分研究局限于激光熔敷粉末进行增材制造,对于电弧增材制造,即使具有较高的熔敷效率,但由于其成形精度的原因,在我国还只是科研阶段还没有运用到工业生产中。但是近几年随着设备的先进化以及电弧增材制造的优点,越来越多的科研人员对于电弧增材制造进行了研究。

刘奋成等人研究了316L不锈钢MIG增材制造,实验结果表明增材制造成形件的组织为外延生长的柱状晶结构,在连续堆积过程中以自下而上连续生长的方式结晶,热堆积情况下的组织较无热堆积的情况下的组织粗大。

南昌航空大学刘奋成等人利用电弧技术制备单道多层的片状TC4钛合金试块来研究TC4钛合金(TC4-WAAM)的组织和力学性能。通过对实验的结果研宄,分析表明:TC4-WAAM的组织为alpha;相和beta;相组成的以基材为基底的外延连续生长的粗大柱状晶。

国外研究现状

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