ما هي عمليات المعالجة الحرارية الأكثر شيوعًا للمعادن المطبوعة ثلاثية الأبعاد؟

ما هي عمليات المعالجة الحرارية الأكثر شيوعًا للمعادن المطبوعة ثلاثية الأبعاد؟

نظرة عامة

تعد المعالجة الحرارية ضرورية لتحسين الخواص الميكانيكية والبنية المجهرية والاستقرار الأبعادي للأجزاء المعدنية المنتجة بواسطة عمليات التصنيع الإضافي مثل SLM، وDMLS، وEBM. غالبًا ما تؤدي هذه العمليات إلى إجهادات متبقية، وهياكل حبيبية غير متجانسة، وتوزيعات طور غير مثالية. تعالج المعالجة الحرارية هذه المشكلات وتلائم أداء الجزء مع احتياجات التطبيق.

1. التخمير لتخفيف الإجهاد

هذه هي المعالجة الحرارية الأساسية الأكثر تطبيقًا على جميع الأجزاء المعدنية المطبوعة ثلاثية الأبعاد تقريبًا. فهي تقلل من الإجهاد الداخلي المتبقي الناتج عن دورات التسخين والتبريد السريعة أثناء الطباعة.

• Ti-6Al-4V: 600–650 درجة مئوية لمدة ساعتين

• إنكونيل 718: 870–980 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة

• صلب الأدوات H13: 600 درجة مئوية لمدة 2–4 ساعات

يُحسّن تخفيف الإجهاد الاستقرار الأبعادي ويقلل التشوه أثناء المعالجة اللاحقة.

2. المعالجة بالمحلول والشيخوخة (STA)

تعد المعالجة بالمحلول والشيخوخة ضرورية لسبائك التصلب بالترسيب لتحسين القوة ومقاومة التعب.

• SUS630/17-4 PH: معالجة بالمحلول عند ~1040 درجة مئوية، وشيخوخة عند 482 درجة مئوية (دورة H900)

• إنكونيل 718: معالجة بالمحلول عند 980 درجة مئوية، وشيخوخة عند 720 درجة مئوية و 620 درجة مئوية في خطوتين

• صلب الأدوات 1.2709: معالجة بالمحلول عند 850 درجة مئوية، وشيخوخة عند 490 درجة مئوية لمدة 6 ساعات

تعمل هذه العملية على تنقية البنية المجهرية وإدخال رواسب تقوية.

3. التخمير الكامل

يُستخدم التخمير الكامل لاستعادة المطيلية وتقليل الصلابة في الأجزاء المتصلبة بالعمل أو المعرضة للإجهاد. يعزز تكوين الحبيبات متساوية المحور والتجانس.

• SUS316L: 1040–1100 درجة مئوية مع تبريد مُتحكَّم به

• Ti-6Al-4V ELI: 700–800 درجة مئوية تحت فراغ أو جو خامل

التخمير مفيد بشكل خاص لتحسين المتانة في الأجزاء الطبية والأجزاء الحاملة للضغط.

4. التصليد

يتبع التصليد عمليات المعالجة بالتقسية في صلب الأدوات لتقليل الهشاشة وضبط مستويات الصلابة بدقة.

• صلب الأدوات D2: تصليد عند 200–500 درجة مئوية بعد التبريد المفاجئ

• صلب الأدوات H13: عمليات تصليد متعددة عند 540–620 درجة مئوية لمقاومة عالية للصدمات

يضبط التصليد توازن الصلابة-المتانة المطلوب في مكونات الأدوات وصب القوالب.

5. الكبس المتساوي الحار (HIP)

يجمع الكبس المتساوي الحار بين الضغط العالي (100–200 ميجا باسكال) ودرجات الحرارة المرتفعة للقضاء على المسامية الداخلية، وتحسين الكثافة، وتعزيز قوة التحمل.

• Ti-6Al-4V: كبس متساوي حار عند ~920 درجة مئوية تحت 100 ميجا باسكال لمدة 2–4 ساعات

• هاينز 230 و هاستيلوي X: كبس متساوي حار عند 1160 درجة مئوية لتطبيقات التوربينات

الكبس المتساوي الحار شائع للأجزاء الحرجة في الفضاء والطب التي تتطلب هياكل داخلية خالية من العيوب.

جدول ملخص للمعالجات الحرارية الشائعة

الخدمات الموصى بها للتحسين الحراري

تقدم Neway 3DP حلولًا حرارية شاملة للأجزاء المضافة:

• المعالجة الحرارية ملفات حرارية مخصصة لتلبية متطلبات القوة والتحمل والمطيلية.

• الكبس المتساوي الحار لأداء هيكلي خالٍ من العيوب في المكونات الحرجة.

• التصنيع باستخدام الحاسب الآلي (CNC) التشغيل النهائي الدقيق بعد استقرار الحرارة.