|
之前提到过用Cr3C2粉末降低激光粉末床熔合高熵合金裂纹敏感性。在本期内容中，Cr3C2用于减少AISI H13工具钢的裂纹，不过重点不在这。为了让两种粉末混合更均匀，德国莱布尼茨交互材料研究所、亚琛工业大学、马斯特里赫特大学的研究者采用果胶作为粘合剂制备混合粉末。苏州激光焊接
先前研究表明，用少量 Cr 3 C 2改性 AISI H13可以降低合金的热裂倾向。然而，在构建板上观察到与粉末混合物中不同粒径相关的显著化学梯度。这种影响导致需要一种原料制备技术，以消除粉末混合物中与粒度相关的分离效应。苏州激光焊接
一种方法是，使用聚乙烯醇 (PVA) 作为粉末粘合剂，大颗粒吸附小颗粒，实现卫星化。本研究首次采用果胶替代PVA。平均粒径为 5 µm 的Cr 3 C 2碳化物通过果胶与较大的 AISI H13 钢颗粒（平均粒径为 45 µm）结合，并用于LPBF。研究中还用PVA制备了相同的合金粉末作为对比。
PVA和果胶的化学结构如图1a所示。粘合剂的官能团对粉末颗粒的概念化配位如图1b所示。用于LPBF的合金粉末是在AISI H13 中添加 5.0 wt.% 的Cr 3 C 2。不同粘合剂对粉末原料及其加工性能的影响是本研究的主题。
卫星化过程如下：首先，在室温下将 25.0 g粘合剂（2 wt.%，果胶或 PVA）溶解在 1000 mL 去离子水中。然后，将 1162.5 g 钢粉 (93 wt.%) 和 62.5 g 碳化物粉末 (5 wt.%) 添加到溶液中。将悬浮液混合 20 分钟，然后使用喷雾干燥器进行喷雾干燥：T in = 160 °C，T out = 75 °C，PN2= 5 bar，VN2= 473 L/h，Vfeed= 1 L/h。以65％的收率获得原料粉末。
使用LPBF设备制作显微结构分析和硬度测试的样品。基板预热温度为500 °C。曝光点距离50 µm，曝光时间 60 µs，扫描速度 833 mm/s。激光功率 160 W，扫描间距 0.1 mm，层厚30 µm。体积能量密度64 J/mm3。
应用宽度为 2.7 mm 的条纹扫描策略，每个条纹的侧面重叠 0.1 mm。在条纹内，以之字形图案进行曝光。每层方向旋转90°。
进行QCM-D实验以提供两种候选粘合剂的吸附能力的直接比较。在QCM-D测量中，通过石英晶体谐振频率的偏移来测量表面上的质量变化。工作原理示意图如图2a所示。吸附导致更高的面质量密度，将共振频率转移到更低的值。当传感器的激励停止时，记录到信号的衰减，与耗散D相关，这提供了关于吸附层柔软度的信息（图2a）。对于PVA和果胶这两种粘合剂溶液中的每一种，在钢和碳化铬传感器上分别进行实验。
| 
上一条：