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Cr3C2-NiCr的激光束熔化

DOI：10.1016/j.ijrmhm.2019.105069 期刊：International Journal of Refractory Metals and Hard Materials 出版年份：2019 更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要： 由于具有高温耐磨性、低摩擦系数和耐腐蚀性，碳化铬被广泛应用于涂层领域，通常通过热喷涂工艺加工。与经典加工方式不同，激光束熔融（LBM）等增材制造技术能提供显著的设计几何灵活性。本研究着眼于利用这一优势制造创新产品，重点评估Cr3C2-NiCr材料在LBM工艺中的适用性。实验采用复合热喷涂粉末，通过改变主要LBM工艺参数及最高800°C的预热温度进行。制备试样并评估其微观组织和力学性能。结果表明：预热能显著提升材料质量，可防止热裂纹产生并大幅降低孔隙率（尤其在低激光能量输入时）。仅当激光能量输入超过1000 J/mm3时，LBM工艺参数与预热对粘结相与碳化物相平衡的影响才显现。激光熔覆材料的显微硬度测量值接近热喷涂材料标准。采用预热与中低激光能量输入制备的试样，其最大横向断裂强度达到约600 MPa。高激光能量输入时，材料微观组织内会出现二次碳化物和石墨相。
作者： Tobias Schwanekamp，Gabriela Marginean，Martin Reuber
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

本研究聚焦于Cr3C2-NiCr材料在激光束熔融（LBM）工艺中的适用性，旨在利用增材制造技术提供的设计几何灵活性来生产创新产品。

研究成果

研究表明，Cr3C2-NiCr材料基本可通过激光熔覆技术加工，在几何自由度方面具有显著潜力。高温预热对材料质量的积极影响得到明确验证，既能防止热裂纹产生，又可大幅降低孔隙率。但当前获得的力学性能仍远未达到切削工具工业应用要求，这表明需要进一步研究以深入理解工艺过程与激光熔覆材料结构之间的相互作用。

研究不足

研究表明，目前获得的力学性能仍远未达到切削工具工业应用的要求。研究建议后续研究应考虑在粉末材料中增加碳化物（Cr3C2）含量并进行热后处理，以提高材料结构的均匀性及力学性能。

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