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    作者:admin发表时间:2022-08-03

      高性能难熔难加工合金大型复杂构件增材制造 (3D 打印)“一条龙”应用计划申报指南

      金等高性能合金大型复杂构件高效增材制造(3D打印)工艺、系列 化工程化成套装备、质量和性能控制及工程化应用等关键环节的基

      二、目标和任务 (一)上游原材料 1. 高性能合金粉末材料 (1)环节描述及任务。针对载能束粉末床或送粉式增材制造原 材料的迫切需求,突破铝合金、钛合金、高温合金以及钨/钼/钽/铌 合金等高性能难加工合金粉末的制备技术,形成稳定的制备工艺, 实现球形度好、粒径分布窄且流动性与加工性良好的典型铁基、铝 基、钛基、镍基粉末的批量制备和加工,满足增材制造技术对高品 质粉末原材料制备技术的要求。 (2)具体目标。粉末氧氮含量:铁基:O≤200 ppm、N≤150 ppm, 铝基:O≤800 ppm、N≤250 ppm,镍基:O≤150 ppm、N≤100 ppm, 钛基:O≤1000 ppm、N≤100 ppm;粉末粒度分布呈正态分布,激光 选区熔化SLM工艺粉末粒径分布15~53μm(细粉),激光熔融沉积 LENS和电子束选区熔化EBM粉末粒径53~105μm(粗粉),粉末具 有良好的流动性(铁基:≤22s/50g,铝基:N/a,钛基:≤35s/50g, 镍基:≤22s/50g),粉末球形度≥90%,无卫星球。 2. 高性能合金丝材 (1)环节描述及任务。针对增材制造专用高性能合金丝材的高 质量制备技术和装备的需求,掌握合金熔炼和拉拔工艺对丝材质量 的影响规律,突破元素烧损行为及均质化调控技术,实现铝合金、

      钛合金、高温合金以及钨/钼/钽/铌合金等高性能难熔难加工合金丝 材的批量制备和加工,满足熔丝增材制造对丝材表面质量、内部缺 陷和成分的要求。

      (2)具体目标。丝材直径0.8~3.0mm,尺寸偏差0.01/-0.04, 表面光滑,无毛刺、凹陷、划痕、裂纹等缺陷。最高力学性能:铝 基σb≥300MPa,δ≥6%;铁基σb≥800MPa,δ≥10%;钛基σb≥930MPa, δ≥8%;镍基σb≥1200MPa,δ≥15%。

      (二)制造装备 1. 激光/电弧/等离子熔丝系类大型增减材一体化装备 (1)环节描述及任务。针对航天、大型飞机、航空发动机、燃 气轮机、船舶、轨道交通与核电等领域高性能难加工合金大型复杂 零部件的制造需求,开发激光/电弧/等离子熔丝系类大型增减材一体 化装备技术攻关和成套装备,解决大型零件成形精度、内部缺陷、 应力组织在线调控等技术难题,为实现高性能铝合金、钛合金、高 温难加工合金等大型复杂构件的制造提供成套装备。 (2)具体目标。激光/电弧/等离子熔丝系类大型增减材一体化 成套装备,需具有大型典型复杂零件的高效高精度成形能力,单向 成形尺寸不低于1.5m,尺寸精度不低于±3mm/m;构件力学性能超过 传统铸件,接近锻件水平;相比较传统工艺,制造周期缩短30%以 上,原材料消耗降低30%以上。 2. 激光送粉增减材一体化装备 (1)环节描述及任务。针对航天、航空发动机、燃气轮机、轨 道交通等领域复杂异形结构及较大尺寸复杂结构件的制造或快速修 复需求,开展五轴联动送粉式增减材一体化成套装备技术攻关,集

      成气氛保护和冷却气体循环系统、增减材复合制造专用数控系统、 激光成形熔覆头等,完成五轴联动增减材复合制造设备开发和测试, 提高制件成型精度和效率,为实现高性能钛合金、高温难加工合金 等高性能难加工大型复杂构件的制造提供成套装备。

      (2)具体目标。送粉式五轴增减材一体化装备技术攻关具体技 术指标包括:成形尺寸不小于800×800×500mm,工作环境水氧含 量不大于10ppm, 最高成形效率可达200cm3/h ,重复定位精度: ±0.005mm , 加 工 精 度 优 于 20μm/100mm , 零 件 表 面 粗 糙 度 优 于 Ra1.6μm。

      3. 电子束熔丝大型增材制造装备 (1)环节描述及任务。针对航天、大型飞机、航空发动机、燃 气轮机、核电等领域高性能难加工合金大型复杂零部件的制造需求, 开展电子束熔丝大型增材制造成套装备技术攻关,集成开发高稳定 性长效循环过滤系统,满足长时间连续生产需求;开发熔池在线监 测技术,解决内部冶金缺陷的在线监测问题,为实现高性能铝合金、 钛合金、高温难加工合金等大型复杂构件的制造提供成套装备。 (2)具体目标。电子束熔丝大型增材制造装备具体技术指标包 括:最大成形尺寸不小于1.2m,尺寸精度不低于±3mm/m,构件力学 性能超过传统铸件,接近锻件水平。 4. 激光/电子束选区激光熔化增材制造装备 (1)环节描述及任务。针对航天、航空发动机、燃气轮机、轨 道交通、核电等领域高性能难加工合金大型精密复杂零部件的制造 需求,开展开展激光/电子束选区熔化装备技术攻关,开发阵列式多 能束协同加工技术,提高制件成形效率;开发高稳定性长效循环过

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