Какие другие суперсплавы можно печатать с помощью технологии DMLS?
С инженерной и производственной точки зрения технология прямого лазерного спекания металлов (DMLS) исключительно хорошо подходит для обработки широкого спектра высокоэффективных суперсплавов, включая те, что выходят за рамки обычно упоминаемых никелевых сплавов. Возможность технологии создавать сложные внутренние геометрии и каналы конформного охлаждения является значительным преимуществом для компонентов, работающих в экстремальных условиях. Наш основной опыт в Neway включает механообработку суперсплавов на станках с ЧПУ для финишной обработки и валидации таких напечатанных деталей. Ниже приведены основные семейства суперсплавов, которые регулярно используются в DMLS для ответственных применений.
Никелевые суперсплавы (за пределами Inconel)
Никелевые суперсплавы являются основой для DMLS-применений при высоких температурах благодаря их исключительной прочности, стойкости к ползучести и окислению.
Серия Inconel: Хотя Inconel 718 является наиболее распространённым из-за отличной свариваемости и хорошей термообрабатываемости, другие марки, такие как Inconel 625, также часто печатаются для обеспечения повышенной коррозионной стойкости.
Серия Hastelloy: Сплавы, такие как Hastelloy X и Hastelloy C-276, являются отличными кандидатами для DMLS. Они широко применяются в авиационно-космической промышленности и энергетике для компонентов, требующих выдающейся стойкости к окисляющим и коррозионным средам при высоких температурах.
Сплавы Rene: Продвинутые сплавы, такие как Rene 41 и Rene 108, применяются в самых нагруженных частях газовых турбин. Их обработка методом DMLS сложна из-за высокой склонности к растрескиванию, но выполнима при оптимизированных параметрах и обычно требует последующей термической обработки для достижения требуемых механических свойств.
Кобальто-хромовые суперсплавы
Эта группа суперсплавов известна своей исключительной износостойкостью, биосовместимостью и прочностью при высоких температурах, часто превосходя никелевые сплавы при температурах выше 1000 °C.
Сплавы Stellite: Кобальто-хромовые сплавы семейства Stellite (например, Stellite 6 и Stellite 21) идеально подходят для DMLS-компонентов, подверженных сильному износу, заеданию и воздействию высоких температур, таких как седла клапанов, лопатки турбин и медицинские имплантаты.
Области применения: Их основное использование в DMLS — это медицинские устройства, такие как ортопедические имплантаты и зубные протезы, а также ответственные износостойкие детали в нефтегазовой отрасли.
Суперсплавы на основе тугоплавких металлов
Для применения при экстремально высоких температурах предпочтение отдается суперсплавам на основе тугоплавких металлов.
Титановые сплавы: Хотя их не всегда относят к суперсплавам, высокопрочные титановые сплавы, такие как Ti-6Al-4V, широко применяются в DMLS для авиационно-космической отрасли и медицины, где критически важны высокая удельная прочность и биосовместимость.
Другие тугоплавкие сплавы: Сплавы на основе молибдена, тантала и вольфрама также могут обрабатываться методом DMLS. Обычно они применяются для специализированных изделий — сопел ракет, компонентов печей и других элементов, работающих при сверхвысоких температурах. Однако их обработка более сложна и встречается реже.
Критическая постобработка суперсплавов, изготовленных методом DMLS
Детали из суперсплавов в напечатанном состоянии часто содержат остаточные напряжения и могут не соответствовать окончательным требованиям по размеру или чистоте поверхности. Поэтому постобработка является неотъемлемой частью производственного процесса.
Снятие остаточных напряжений: Это обязательный первый шаг для предотвращения деформации или растрескивания при удалении поддержек или последующей механической обработке.
Горячее изостатическое прессование (HIP): Для критически важных компонентов в авиационной и медицинской промышленности HIP используется для устранения внутренней микропористости, повышая тем самым усталостную прочность и вязкость разрушения.
Растворный отжиг и старение: Большинство упрочняемых выпадением суперсплавов, таких как Inconel 718, требуют специфических режимов растворного отжига и старения для достижения оптимальных механических свойств.
Механическая обработка на станках с ЧПУ: Критические поверхности, резьбы и уплотнительные зоны почти всегда требуют высокоточной обработки для достижения требуемых допусков и чистоты поверхности, например, состояния «as-machined» или лучше.
Улучшение поверхности: Такие процессы, как электрополировка, улучшают гладкость и коррозионную стойкость поверхности, а виброобработка (tumbling) эффективна для удаления заусенцев. Для экстремальных условий могут применяться термопокрытия.
