Obrabotka Metallov 2020 Vol. 22 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 22 № 2 2020 64 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ логии , основанные на селективном сплавлении или спекании порошкового материала . В насто - ящее время для производства изделий набирает актуальность применение технологий аддитив - ного электронно - лучевого проволочного произ - водства [2, 6, 7, 12, 14, 15]. Проволочные техно - логии аддитивного производства имеют более высокую производительность , чем технологии , основанные на послойном сплавлении порош - кового материала . Кроме того , применение про - волочных филаментов обусловливает меньшую стоимость исходного сырья по сравнению с по - рошковыми технологиями . Наиболее произво - дительными из проволочных технологий явля - ются методики , основанные на электродуговом способе расплавления материала . Технологии , основанные на электронно - лучевом способе рас - плавления проволок в вакууме , позволяют полу - чать изделия с высокой производительностью и высокими показателями по качеству материала и механическим свойствам . Следует отметить , что в современной лите - ратуре имеется небольшое количество сведений по влиянию технологических параметров на процесс электронно - лучевого аддитивного про - изводства , включающих в себя скорость подачи , ускоряющее напряжение , ток пучка и скорость перемещения зоны печати вдоль образца [17– 20]. При этом влияние параметров электронно - лучевого аддитивного производства определяет зависимости теплового воздействия на материал в процессе печати . Исходя из этого целью настоящей работы является определение влияния параметров про - цесса электронно - лучевого аддитивного произ - водства на формирование изделий аустенитной стали 12 Х 18 Н 9 Т , их структуру и механические свойства . Методика исследований Для формирования изделий методом элек - тронно - лучевого аддитивного производства ис - пользовали филамент нержавеющей аустенит - ной стали марки 12 Х 18 Н 9 Т диаметром 1,0 мм . В качестве подложки использовали сталь 12 Х 18 Н 9 Т толщиной 5 мм . Для установления оптимальных технологиче - ских параметров процесса электронно - лучевого аддитивного производства образцы изготавлива - ли в виде стенок ( рис . 1). Изготовление стенок производили на экспериментальном оборудова - нии для электронно - лучевого аддитивного полу - чения в Институте физики прочности и матери - аловедения СО РАН по схеме , представленной на рис . 1. Образец в виде вертикальной стенки 1 формировался на поверхности подложки из стали 12 Х 18 Н 9 Т 2 , зафиксированной на охлаж - даемом медном столе 3 , из филамента 4 ( про - волока диаметром 1,0 мм из стали 12 Х 18 Н 9 Т ), расплавляемого в зоне печати электронным лучом 5 от источника 6 , фокусируемого систе - Рис . 1. Схема 3D- печати образцов в форме « стенок » методом аддитивного электронно - лучевого произ - водства : 1 – образец ; 2 – подложка ; 3 – охлаждаемый медный стол ; 4 – филамент ; 5 – электронный луч ; 6 – источник луча ; 7 – система фокусировки луча ; 8 – ванна расплава ; 9 – сопло ; 10 – направляющая трубка ; 11 – подающие ролики ; 12 – подшипники ; 13 – барабан ; 14 – экран ; 15 – образцы для механических испытаний ; 16 – подача охлаждающей жидкости для стола Fig. 1. Scheme of 3D-printing wall-shaped samples by additive electron beam manufacturing: 1 – sample; 2 – substrate; 3 – cooled copper table; 4 – fi lament; 5 – electron beam; 6 – beam source; 7 – beam focusing system; 8 – molten pool; 9 – nozzle; 10 – guide tube; 11 – feed rollers; 12 – bearings; 13 – revolver; 14 – screen; 15 – samples for mechanical testing; 16 – table coolant supply