钨合金的应用及制造难点
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▲高比重钨合金主要产品及用途
粉末冶金作为制造高比重钨合金产品发展成熟的主流生产工艺,在国防工业、航空航天、医疗、石油钻井、电子电气等领域均有较好的应用前景。不过因其熔点高、硬度大等特点,传统工艺很难加工,甚至无法制备出形状复杂的钨结构件。随着中国制造的高速发展,传统制造亟待转型升级,3D打印技术的应用为制造形状复杂的钨合金结构提供了有效补充。
PEP技术制备高比重钨合金的特点
相比传统粉末冶金工艺,可以大大加快了产品的开发与商业化时间,原型制作过去需要6-12个月,而现在开发到商业化的交货时间仅需几周; 不需要昂贵的高能量激光设备;采用打印与烧结分开的工艺模式,可以充分利用粉末冶金的前后处理设备工艺,极大地减少了投入成本; 而其低温成型、高温成性的特性,很好地解决了其他3D打印钨合金过程中极易出现的变形、裂纹、孔洞等问题,从而确保了产品性能一致性。
PEP制备高比重钨合金的主要工艺流程
打印材料制备
升华三维拥有为PEP工艺制备打印材料的专业密炼造粒设备。采用粒径为2-3μm的钨粉,已开发出了成熟的蜡基体系UPGM-93WNiFe打印材料,其粒径在2-4mm之间,粉体装置量为47vol.%,且支持不同成分钨合金材料的定制。
▲升华三维UPGM-93WNiFe打印材料
▲PEP打印钨合金参数
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▲PEP打印的钨合金烧结样品
1100℃:是钨还原的关键阶段,在此温度下通入氢气保温可以将合金粉中残留的氧还原以提高合金性能;
1350℃:为固相烧结,为液相烧结提供相对致密的骨架,有助于抑制液相烧结时的溶解析出和钨颗粒的聚集长大,此外,在此阶段合金就会有较大幅度的收缩,保温可以给予合金足够的时间进行收缩,以防开裂;
1460 ℃:是液相烧结的温度,在此阶段保温,给予足够的时间让液相铺展,填充孔隙以达到致密。
▲高比重钨合金-热脱脂-烧结工艺曲线图
▲UPGM-93WNiFe钨合金烧结件性能参数
提供钨合金增材制造方案及打印服务
升华三维已具有完整的钨合金产品增材制造解决方案及打印服务能力,不再需要投入巨额加工设备成本,即可实现高质量、高性能钨合金产品的快速制造。为航空航天、国防工业、核工业及医疗等应用领域在钨合金的灵活设计和加工制造拓宽高质量发展之路。
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