H11添加劑由Flawn Hof研究所、清華大學(xué)和亞琛工業(yè)大學(xué)聯(lián)合制造。模具鋼h11鋼的粗糙表面經(jīng)過激光拋光。一公斤多少錢？目前，多步激光拋光實現(xiàn)的更小光潔度為Ra0.05μm m。激光拋光過程中的高溫度梯度、短工作時間和多次回火循環(huán)導(dǎo)致細晶粒結(jié)構(gòu)。每次和激光拋光都會造成表面邊界層中碳的脫碳。伴隨脫碳的CO2和O2的逸出與較少的馬氏體轉(zhuǎn)變、低硬度和低表面粗糙度密切相關(guān)。同時，激光拋光會在表面造成高達926MPa的殘余應(yīng)力。這項成果發(fā)表在更近出版的《材料與設(shè)計》雜志上。
研究背景:
如今，工具和模具被廣泛使用，它們被設(shè)計和制造成各種類型以滿足工業(yè)應(yīng)用，例如航空航天、汽車、電子等。用于壓鑄模具，H系列熱加工模具鋼這是一種重要且廣泛使用的鋼種。如AISIH11熱加工模具鋼它是壓鑄模具中的理想鋼材，具有優(yōu)異的力學(xué)性能。這種鋼屬于含鉻體系。模具鋼AISIH11鋼具有非常高的硬度?？箾_擊性和強韌性使這種鋼種非常適合高負荷下的熱金屬成型。h11鋼多少錢一公斤模具鋼它廣泛應(yīng)用于工具和模具加工領(lǐng)域，并已成為許多工具和模具的標(biāo)準(zhǔn)材料，如擠壓模具。激光材料加工在這些模具的制造、修復(fù)和表面精加工中變得越來越重要。正如Sames等人在文章中指出的，激光增材制造， 如LPBF和DMD的引入，將在模具鋼該領(lǐng)域所占的比重越來越大。實際上，關(guān)于H11模具鋼3D打印早在2003年就有報道。關(guān)于近年來的3D打印H11模具鋼它的報道和應(yīng)用越來越多。
然而，無論哪種3D打印技術(shù)，其表面粗糙度總是不盡如人意。激光選區(qū)熔化馬氏體時效鋼的表面粗糙度小于Ra5μm，目前已被認為是較低的水平。因此，經(jīng)常需要通過后續(xù)工藝來降低表面粗糙度。
可以降低金屬表面粗糙度的相對較新的技術(shù)是激光拋光(LP)。激光表面拋光技術(shù)本質(zhì)上其實是一種微焊接技術(shù)，通過熔化表層邊界，然后將熔化層凝固成光滑狀態(tài)來實現(xiàn)。激光表面拋光是由快速加熱和冷卻引起的空間熱分布和極端溫度梯度的過程。
Marrow等人預(yù)測，當(dāng)使用脈沖激光拋光時，冷卻速率可以達到10exp(7)到10(9)K/S。激光拋光工藝是使用傳統(tǒng)工藝制造工具和模具時的更后一道工序，將該工藝應(yīng)用于LPBF和LMD工藝的更后一道工序也是非常有趣的。這一嘗試早在2007年就已進行。用激光拋光作為3D打印制造的精加工工藝特別有意思，因為激光打印用的激光源和激光拋光用的是一樣的，比如連續(xù)激光和圓盤激光。本質(zhì)上，這些光源也適用于激光拋光。此外，Rosa等人試圖通過激光拋光來改善3D打印316L。不銹鋼產(chǎn)品的表面粗糙度。因此，LP工藝實際上是利用激光熔化表面粗糙區(qū)域形成熔池的過程， 然后重熔，將熔池分布在局部空間，形成凝固，獲得光滑表面。所以這里的LP過程不涉及材料損耗的過程。
在P3參數(shù)作用下獲得的激光表面拋光的截面SEM組織圖(A );EBSD的一部分(b)；偽彩色圖像處理技術(shù)獲取紋理方向
主要研究成果
研究小組首先研究了多個激光拋光對。模具鋼表面重熔層顯微組織的影響。采用了四組不同的參數(shù)組合。首先，退火模具鋼H1被研究過。然后采用連續(xù)激光和脈沖激光進行多步重熔，顯著降低了表面粗糙度。用表面粗糙度計、XRD、EBSD、GDES和納米硬度計對重熔層進行了表征。
激光表面拋光導(dǎo)致晶粒細化和顯微硬度的顯著增加。低碳濃度與低表面硬度密切相關(guān)，更低表面硬度為366Hv。激光拋光后，表面更大殘余應(yīng)力可達926MPa。一般來說，高溫度梯度，尤其是碳擴散和遷移引起的脫碳過程，是激光拋光過程中粗糙度、顯微組織和性能變化的更關(guān)鍵驅(qū)動力。
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