H13模具钢电子束选区熔化热行为的模拟研究

作     者：张攀 付永红 ZHANG Pan;FU Yonghong

作者机构：西安建筑科技大学机电工程学院陕西西安710055 

出 版 物：《制造技术与机床》 (Manufacturing Technology & Machine Tool)

年 卷 期：2024年第5期

页      面：19-26页

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主　　题：H13模具钢 电子束选区熔化 数值模拟 球化效应 不平直现象 

摘      要：为了提高H13模具钢在电子束选区熔化技术过程中成型件的表面质量,并探明其成型过程缺陷问题的原因,文章基于离散元法建立了随机分布的金属粉末床模型,对熔体的热流体动力学行为进行数值模拟。单道结果表明,当电子束功率从600 W提高到1 080 W,扫描速度为1.5 m/s时,单道熔池平均深度从15.2μm增加到49.2μm,单道熔池宽度从79.2μm增加到140.1μm,同时发现电子束功率为960 W,单熔道形貌表面质量最好。双道结果表明,Z型扫描路径会导致熔道的一端形貌粗糙,S型扫描路径熔道内易形成热量累积现象。当电子束能量较低时,会出现球化效应和单道不平直现象。当电子束能量较高时,熔道易出现热量累积现象,影响后续的熔道形貌和尺寸。