| 成果名称: | 高性能金属双光束激光冲击锻打复合增材制造关键技术研究及其在模具行业中应用 |
| 完成单位: | 广东工业大学,肇庆高新区鸿胜模具制造有限公司 |
| 主要人员: | 张永康,郭钟宁,张峥,杨青天,林超辉,杨智帆,于秋云,杨丰槐,李佳敏,欧廷安,李俏,滕小波,张玮,吴清源,孙泽永 |
| 介绍: | 1.课题受广东省财政专项资金资助,来源于广东省科技厅,项目类型为广东省科技计划项目、增材制造(3D打印)技术类别,是激光加工与增材制造领域交叉融合的最新研究。 2.课题研究并研制了世界首套激光熔覆锻打复合增材制造装备系统。可以实现激光冲击强化、激光冲击成形校形、激光熔覆、激光熔覆锻打等多项功能。具体研制内容和技术如下: (1)变脉冲宽度、单纵模、高重复频率、高功率固体激光器。这是整个研究的核心,以多年自主研发具有自主知识产权的激光器为基础,开发出性价比高的激光器,技术指标国际先进,填补国内空白。经中国机械工程学会组织的技术鉴定,鉴定结论:国内首创,整体技术处于国际同类技术先进水平。 (2)激光熔覆锻打复合增材制造工艺与装备。以金属压铸模具为研究对象,研究金属双激光冲击锻打3D成形与强化新机制、新效应与新工艺。形成高性能长寿命低成本双光束激光冲击锻打复合增材制造新技术与理论,该技术的提出与应用均属世界首次。经中国机械工程学会组织的技术鉴定,鉴定结论:国内首创,整体技术处于国际同类技术先进水平。 3.采用多功能双激光锻造成套装备分别以316L不锈钢和H13模具钢为研究对象,对比激光冲击锻打对熔覆层组织及性能的影响。具体内容如下: (1)研究了不同激光冲击锻打工艺参数对残余应力、硬度的影响以及对3D打印316L不锈钢成型件微观形貌和组织的影响规律。实验结果表明:当激光能量越大,残余压应力和表面硬度也越大,当重复频率越大,表面硬度也越来越大,当深度越深,硬度值先增大后减小,与激光熔化沉积试样相比,10Hz,8J激光冲击锻打成型件在深度方向的最大硬度值提升了21.74%。 (2)研究了激光熔化沉积试样和激光冲击锻打试样的摩擦磨损性能。实验结果表明:与激光熔化沉积摩擦磨损试样相比较,激光冲击锻打摩擦磨损试样的摩擦系数、磨痕宽度和深度、磨损量和磨损率均较低,而且在10Hz,激光能量为8J的激光冲击锻打处理下最低,明显增加了316L不锈钢抗磨损性能。 (3)研究了不同激光冲击锻打工艺参数对H13模具钢熔覆层质量、内部组织等性能的影响。实验结果显示:激光冲击锻打对激光熔覆内部气孔有明显改善,主要影响因素是激光能量,激光能量和频率的增大都能减小熔覆层内部气孔大小,都能使熔覆层晶粒细化且分布更为致密,随着频率增加,晶粒细化程度越均匀,锻打前后晶粒尺寸范围分别为15-45um和5-25um。 4.课题的技术就绪度高于5级,本课题研制的装备涉及激光器、机器人、仪表仪器、计算机、软件、空气压缩机、水冷机、机械加工、修复再制造等多个行业,产业链长,带动性强,经济效应显著,适用于汽车、模具、航空航天、冶金、海工装备等行业领域,适用范围广、安全性高,鲁棒性好,目前与合作企业的成果转化应用取得了良好效果,具有进一步大范围推广应用的潜力和条件。 |
| 批准登记号: | |
| 登记日期: | 2022-08-18 |
| 研究起止时间: | 2017-05-01至2021-04-30 |
| 所属行业: | 科学研究和技术服务业 |
| 所属高新技术类别: | 先进制造 |
| 评价单位名称: | 广东省科学技术厅 |
| 评价日期: | 2021-12-27 |
