组件 #1:硬质合金基体从第一家将微颗粒硬质合金引入大众市场圆形工具行业的公司到现在,Tool Alliance ® 一直在为要求苛刻的应用开发新的粉末和等级组合。我们认识到,我们的材料是第一个重要特性。通过与有限数量的钨粉和硬质合金材料供应商建立合作伙伴关系,我们能够保证我们的客户收到的精密公差工具仅由全球最纯净、最精细的等级磨制而成。以下 Ultra-Carb ® 1 和 Ultra-Grain ® 1 的照片分别展示了我们通常称为硬质合金的化合物的复杂性。通过 SEM(扫描电子显微镜)放大 10,000 倍拍摄,可见的颗粒是钨,而钴粘合剂则呈现为深色阴影。Ultra-Carb 照片中出现的最大钨颗粒尺寸小于 1 微米。请注意,这些等级是两个样本,代表了我们在整个产品线中使用的十几种不同的基材,每种基材都有特定的应用领域。与其他行业参与者相比,您会发现 Tool Alliance 提供的碳化物晶粒结构月度和年度一致性最好。
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添加性生产(AM)合金的微结构和机械性能可能会受到冷却速率的变化的显着影响,这是由于不同的增材制造(AM)平台的不同过程条件所致。因此,了解制造过程对AM Inconel 718的微观结构和机械性能的影响至关重要。本研究研究了三个AM过程:激光粉末床融合,激光粉末定向能量沉积和电弧添加剂制造。结果表明,与激光粉末定向能量沉积(LP-DED)相比,全热处理的激光粉末融合(L-PBF)和带脉冲的加性生产(WAAM)Inconel 718样品具有更高的强度,这是由于L-PBF中的晶粒结构较细,并且在WAAM中保留了树突状微型结构。与WAAM和L-PBF相比,LP-DED Inconel 718中的延展性略高,因为碳化物尺寸相对较小,这会导致较小材料体积的应力浓度,从而导致断裂延迟。关键字:添加剂制造(AM);激光粉床融合(L-PBF);激光粉末定向能量沉积(LP-DED);电弧添加剂制造过程(WAAM); Inconel 718
粗晶粒和柱状晶粒结构沿增材制造金属的构建方向外延生长是一种常见现象。因此,成品部件通常表现出明显的各向异性机械性能、延展性降低,因此开裂敏感性高。为了提高增材制造部件的机械性能和可加工性,等轴和细晶粒结构的形成被认为是最有益的。在本研究中,研究了激光丝增材制造过程中通过超声波激发熔池来细化晶粒的潜力。开发了一种超声波系统并将其集成到激光丝沉积机中。AISI 316L 钢用作基材和原料。通过光学显微镜、扫描电子显微镜和电子背散射衍射分析,证实了粗柱状晶粒 (d m- = 284.5 μ m) 转变为细等轴晶粒 (dm = 130.4 μ m),并且典型的 <100> 纤维织构随着振幅的增加而减弱。结果表明,晶粒细化的程度可以通过调节超声振幅来控制。没有观察到树枝状结构的显著变化。超声焊极/熔池直接耦合与激光丝沉积工艺的结合代表了一种开创性的方法和有前途的策略,可用于研究超声对晶粒细化和微观结构调整的影响。
摘要:研究了激光功率、扫描速度和激光间距三个重要工艺参数对直接能量沉积 718 合金试件沉积层几何形状、微观结构和偏析特性的影响。研究发现,激光功率和激光间距显著影响沉积层的宽度和深度,而扫描速度影响沉积层高度。比能条件的增加(在 0.5 J/mm 2 和 1.0 J/mm 2 之间)增加了沉积层的总面积,产生了不同的晶粒形貌和析出行为,并对其进行了全面分析。沉积层包含三个不同的区域,即顶部、中部和底部区域,根据局部凝固条件变化而形成的不同微观结构特征进行分类。富铌共晶优先偏析在沉积物顶部区域(面积分数为 5.4–9.6%,A f ),该区域主要由等轴晶粒结构组成,而中部区域(面积分数为 1.5–5.7%,A f )和底部区域(面积分数为 2.6–4.5%,A f )则观察到柱状枝晶形态。高扫描速度更有效地降低沉积物顶部和中部区域的富铌相面积分数。观察到<100>晶体方向是柱状晶粒的首选生长方向,而等轴晶粒具有随机取向。
累积制造 (AM),即材料的逐步形成,最近已成为连续生产的一种选择。目前,包括重要的工程材料钢、铝和钛在内的多种金属材料可以重新用于具有不同截面的全厚材料。本综述文章描述了 AM 工艺、微观结构和材料性能之间的复杂关系。它解释了激光束熔化、电子束熔化和激光金属沉积的基础知识,并介绍了不同工艺的商用材料。然后,介绍了增材制造钢、铝和钛的典型微观结构。特别关注了 AM 特定的晶粒结构,这些结构是由复杂的热循环和高冷却速率产生的。增材制造从快速原型设计转变为快速制造应用。这不仅需要对工艺本身有深入的了解,还需要对工艺参数产生的微观结构以及材料截面有深入的了解。在众多可用技术中,只有一种工艺适合生产满足制造条件的金属层。本文详细研究了目前制造适用性最高的三种累积制造技术,即激光束熔化 (LBM)、电子束熔化 (EBM) 和射线源沉积 (LMD),其工艺、微观结构和颗粒之间的关系。累积制造重复使用的材料与使用传统系统重复使用的相同材料相比,通常具有截然不同的颗粒。
摘要:随着微电子封装与集成化的快速发展,封装结构中微焊点在冲击载荷作用下的失效风险日益受到关注。然而,由于尺寸减小和接头结构的演变,基于铜柱的微凸块接头的失效机理和可靠性性能很少能借鉴现有的板级焊点研究成果。本研究针对芯片上芯片 (CoC) 堆叠互连的微凸块接头的开裂行为,对 CoC 测试样品进行反复跌落试验以揭示裂纹形貌。研究发现,导致微凸块失效的裂纹首先在金属间化合物 (IMC) 层与焊料的界面处萌生,沿界面扩展一定长度,然后偏转到焊料基体中。为进一步探究裂纹扩展机理,采用围线积分法计算了IMC与焊料界面处裂纹尖端的应力强度因子(SIF),定量分析了焊料厚度和裂纹长度的影响,并与裂纹偏转准则相结合。将SIF与焊料-Ni界面和焊料基体的断裂韧性相结合,建立了裂纹偏离原始扩展路径的准则,可用于预测裂纹偏转的临界裂纹长度和偏转角。最后,通过板级跌落试验验证了焊料厚度与主裂纹临界偏转长度和偏转角之间的关系,并简要讨论了焊料基体中晶粒结构对实际失效寿命的影响。
研究了Ti和Co与Si,_。,GE,底物反应的形成和稳定性。对于Ti/Sige系统,当C.54 Ti(Si,YGE,)2层形式时,GE索引>'最初与Si, - ,GE,基板的GE索引相同(即.v = x)。之后,从底物从底物通过晶格和晶粒结构扩散延伸到C54层中。散布到C54晶格中的一些Si取代了晶格中的GE,而C54 Ti(Si,_ ,, ge ,,)z变得富含硅(即y 对于CO/SIGE系统,确定富含硅的CO(SIL _,ge,)层以-400“ C分叉。 随着退火温度的升高,反应层变得更加富集。 对于这两种材料系统,富含GE的Si, - :GE; (z> x)观察到岛屿。 发现,对于Co/Si,_。,GE,反应层由COSI组成,而Si,_:Gez高温退火后(= 700“ C)。 我们建议这些过程是由C54 Ti(Si, - ,GE,)的晶体能量降低,Ti/Sige系统中的相位和CO(SI, - - ,GE,)驱动的。 co/sige系统中的阶段,伴随GE用Si替换。对于CO/SIGE系统,确定富含硅的CO(SIL _,ge,)层以-400“ C分叉。随着退火温度的升高,反应层变得更加富集。对于这两种材料系统,富含GE的Si, - :GE; (z> x)观察到岛屿。发现,对于Co/Si,_。,GE,反应层由COSI组成,而Si,_:Gez高温退火后(= 700“ C)。我们建议这些过程是由C54 Ti(Si, - ,GE,)的晶体能量降低,Ti/Sige系统中的相位和CO(SI, - - ,GE,)co/sige系统中的阶段,伴随GE用Si替换。
摘要 电子束粉末床熔合制造部件是一种复杂的增材制造工艺,在航空航天和许多工业过程中具有广泛的优势。它降低了成本,并且对粉末粒度有更大的要求。与激光粉末床熔合工艺相比,这具有更高的质量沉积速率,从而缩短了生产时间。粉末床制造工艺通常会导致沿构建方向形成柱状晶粒结构,从而产生具有各向异性的物理和机械性能的组件。这是限制该技术应用的主要问题。为了促进等轴晶粒的形成,以及细化柱状形态和消除各向异性,需要考虑工艺条件和孕育剂或异质成核位点的存在的作用。在本研究中,通过添加氮化钛孕育剂,利用熔化策略和可变工艺参数促进铁素体不锈钢中柱状晶粒向等轴晶粒的转变。我们发现,热梯度 (G) 与凝固速率 (R) 之比 (G/R 比) 控制着晶粒形态和纹理:低 G/R 比已被证明可以促进等轴晶粒的形成。研究了这种转变的工艺条件。在 Freemelt One 机器中打印单线轨迹后对样品进行分析,然后借助光学显微镜进行研究,以确定导致柱状晶粒成功转变为等轴晶粒的机器参数组合。研究得出结论,在低热梯度、高扫描速度和低面积能量的条件下,等轴晶粒的比例有所增加。最终,需要进一步研究以确定促进铁素体不锈钢从柱状晶粒转变为等轴晶粒的确切工艺参数。未来的研究人员可以使用这项研究的结果来创建这种钢种的凝固图,并帮助行业定制铁素体不锈钢中的特定纹理,以实现所需的微观结构和机械性能。关键词:增材制造、E-PBM、孕育、工艺参数、TiN、CET