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直接激光沉积法制造的钛粉及产品对比
摘要： 对来自两个不同供应商、两种不同粒度的Ti-6Al-4V粉末的微观结构、粒度分布、化学成分和表面形貌进行了对比研究。此外，还确定了这些粉末对采用直接激光沉积增材制造方法所制产品结构和性能的影响。明确了显著影响Ti-6Al-4V沉积部件结构和性能的主要参数。
关键词： 直接激光沉积、粉末冶金、增材制造技术、Ti-6Al-4V、钛粉、钛合金、直接激光沉积技术
更新于2025-09-16 10:30:52
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选区激光熔化工艺参数与热处理对元素粉末制备钛合金显微组织及性能的影响
摘要： 本研究探讨了采用元素粉末混合物通过选择性激光熔化（SLM）工艺原位合成Ti-5Al和Ti-6Al-4V合金的方法。使用球形元素粉末制备混合粉末，并通过不同体积能量密度的SLM工艺制备样品。研究了体积能量密度对样品相对密度、化学成分、微观结构及热处理前后显微硬度的影响。结果表明，体积能量密度显著影响Ti-5Al和Ti-6Al-4V合金的致密度与微观结构，以及所制得Ti-6Al-4V合金的显微硬度。
关键词： 增材制造、原位合成、钛合金、粉末床熔融、元素粉末
更新于2025-09-16 10:30:52
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采用表面响应法优化钛合金激光焊接工艺参数
摘要： 激光束焊接的输入参数对焊缝质量影响显著，并在控制焊缝强度和冶金性能方面起着重要作用。焊缝的冶金性能、熔敷金属几何形态及力学性能共同决定了接头质量。本研究采用激光焊接工艺，探究了钛合金焊缝的熔合区宽度、熔深、热影响区宽度及强度等指标。通过建立回归方程，运用响应面法进行实验设计，并采用方差分析（ANOVA）验证模型有效性。为识别关键参数，进行了t检验。最终将响应面法所得结果与实验数据进行对比验证。
关键词： 优化、熔合区、机械性能、激光焊接、焊接参数、钛合金、焊道几何形状
更新于2025-09-16 10:30:52
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工艺参数和热输入对激光焊接钛Ti-6Al-4V合金焊缝几何形状的影响
摘要： 激光束焊接是最受青睐的焊接技术之一，因其具有更高的焊接速度、更小的焊缝尺寸和变形量，在工业领域的重要性与日俱增。此外，其高焊缝几何强度和极小的热影响区特性，使其适用于多种工业应用场景。本研究通过考察钛合金激光焊接，探究工艺参数对焊道几何形态及冶金性能的影响。通过改变激光功率和焊接速度来分析其对焊缝几何形态形成的作用机制。熔合区的宽度与深度随焊接条件变化而改变，焊缝区晶粒细化程度显著，且热影响区宽度会随激光焊接功率产生明显变化。通过获得最佳焊道几何形态及控制热影响区宽度，最终实现对焊缝接头力学性能的调控。
关键词： 热输入、熔合区、微观组织、力学性能、激光焊接、显微硬度、焊缝几何形状、钛合金
更新于2025-09-16 10:30:52
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激光加工钛合金的可加工性：材料去除与表面粗糙度分析
摘要： 激光铣削是一种高效的精密加工工艺，尤其适用于钛合金等难加工材料。在激光铣削过程中，任一激光参数的微小变化都会导致加工结果的显著改变。设计几何形状与实际加工几何形状的高度匹配是精密加工的核心要求。虽然精确控制单次激光扫描的材料去除率极具价值，但实现难度很大。若要在保证精度的同时获得高表面光洁度，其技术难度将进一步提升。 本研究旨在实现对钛合金(Ti-6Al-4V)的激光铣削加工，要求达到100%的单次扫描材料去除率(MRR)精确控制与最小表面粗糙度(SR)。通过深入研究五个激光参数(激光强度、脉冲频率、扫描速度、层厚和轨迹位移)对MRR和SR的影响，并采用方差分析(ANOVA)评估各参数的重要性。建立了两个响应变量的数学模型，用于预测任意参数设置下的加工结果，且通过验证试验确认了模型的有效性。 激光参数优化对实现精确目标深度的材料去除并保持最小表面粗糙度至关重要。因此，本研究提出了优化后的激光参数组合方案，在复合满意度>0.9的条件下确保100% MRR精度与最小表面粗糙度。验证实验表明，优化参数能完全实现模型预测的激光铣削效果。 此外，研究还对比分析了加工区域下方后续层的微观结构与原始Ti-6Al-4V基体的差异。结果表明：采用优化参数时，次表层微观结构与基体金属保持一致，未发现微观结构改变的证据。
关键词： 激光铣削，钛合金，数学模型，表面粗糙度（SR），优化，材料去除率（MRR）
更新于2025-09-16 10:30:52
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采用激光快速制造技术对Ti64-磷锌矿骨科植入物进行表面设计
摘要： 尽管羟磷灰石生物陶瓷涂层已被证实能有效实现更好的骨整合和抗菌特性，但涂层植入体在植入过程中羟磷灰石涂层的脱落会对其在生理环境中的生物活性产生负面影响。为解决这一问题，本研究提出采用激光快速制造（LRM）新工艺路线沉积具有冶金结合的羟磷灰石涂层。分别利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、维氏显微硬度计、荧光激活细胞分选技术及模拟体液浸泡试验，对涂层的微观结构、物相组成、显微硬度、抗菌效能和生物活性进行评估。这些表征与测试获得的理想结果确立了LRM新工艺路线作为在金属骨科植入体上沉积多功能羟磷灰石涂层的有效替代方案。
关键词： 磷锌矿，多功能骨科涂层，激光快速制造，植入物，激光表面改性，钛合金
更新于2025-09-16 10:30:52
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Ti-6Al-4V钛合金激光熔覆技术研究贡献
摘要： 通过采用60 wt.% WC + 40 wt.% NiCrBSi粉末混合物的激光表面熔覆技术，在退火态Ti-6Al-4V钛合金上成功制备了耐磨涂层。使用3千瓦连续波Yb:YAG碟片激光器进行同轴激光熔覆，尝试不同激光作用时间以获得最佳力学性能条件。本研究的创新点在于：采用最短激光作用时间实现更大熔覆层厚度，同时获得优异熔覆层性能。这将降低能耗并实现预期成本节约——这对工程解决方案的成功至关重要。为获得厚实、无孔隙且无裂纹的熔覆层，设定20克/分钟的高粉末输送速率。除显微硬度和耐磨性评估外，还对熔覆试样进行了全面微观结构分析。该涂层在粘着/滑动磨损条件下呈现多梯度硬度值并具有卓越耐磨性。结果表明：当激光作用时间为0.3秒时可获得优质熔覆层，此时熔覆层显微硬度提升超过四倍，耐磨性显著改善。
关键词： 同轴激光熔覆工艺、钛合金、激光粉末熔覆、激光作用时间、显微硬度、激光表面处理、耐磨性
更新于2025-09-12 10:27:22
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激光束熔化过程中钛合金热历史的数值模拟与实验验证
摘要： 在选择性激光熔化过程中，各层零件会根据几何形状和周围粉末材料逐渐升温。这会导致工艺边界条件不明确，并可能引发熔池尺寸不稳定，进而影响表面粗糙度和尺寸精度。一种应对方法是单独调整工艺参数，但在不了解每层确切热边界条件的情况下，就无法正确调整参数。本文提出并实验校准了一个宏观温度历程预测模型。设计具有悬垂等特征特征的试样，通过选择性激光熔化制造这些试样，同时用红外相机监测以校准数值模型的边界条件。这为针对零件个体调整工艺参数以提高SLM零件质量奠定了基础。
关键词： 实验验证、数值建模、钛合金、选择性激光熔化
更新于2025-09-12 10:27:22
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用于高温环境的激光金属沉积钛合金粉末的参数开发与表征
摘要： 基于粉末的激光金属沉积（LMD）技术能够制造具有定制性能的几何复杂钛合金结构，适用于高温工况。该工艺最关键的参数包括激光功率、加工速度、激光焦点位置、气体流量及粉末送进速率。与主流应用的Ti-6Al-4V相比，Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo具有更优异的抗氧化性和更低的蠕变速率。为确定适宜工艺条件，本研究采用Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo粉末开展参数优化实验，随后考察参数向γ-TiAl合金的移植适用性。通过目视检测、射线探伤、金相分析及硬度测量等方法，对异种材料LMD结构进行综合评估。
关键词： 光纤激光器，γ-TiAl，激光金属沉积，微观结构表征，钛合金
更新于2025-09-12 10:27:22
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采用光束振荡的Ti-6Al-4V合金激光金属沉积
摘要： 增材技术最普遍的问题之一是通过提高熔覆速率和缩短后处理时间来提升工艺效率。通过优化激光束功率分布来改变熔池形状和尺寸，可提高熔覆速率。后处理的时间和成本取决于表面粗糙度要求及宏观波纹的存在情况，而光束振荡有助于解决这一问题。研究人员对线性光束振荡的激光金属沉积技术进行了研究，通过模拟分析了众多工艺参数对熔池形状和尺寸的影响，并采用格林函数法解析求解了热传导问题，研究了匀速移动的正态分布条形热源所产生的温度场。研究发现：当振荡幅度增大至激光束半径时，正态分布条形热源的热通量会迅速降至53%；光束半径越大，振幅对熔池宽度峰值的影响越小，且允许的振荡幅度也越低。显微观察表明，光束振荡有助于获得无宏观波纹的光滑壁面。
关键词： 表面波纹度、钛合金、光束振荡、温度场、激光金属沉积
更新于2025-09-12 10:27:22