采用直接金属沉积(DMD)技术在圆柱冲孔工具表面沉积额外的材料后，测试了圆柱冲孔工具硬度和耐磨性的改善。DM3D技术多年来一直致力于改进DMD技术，该技术能够用功率激光在基板上逐层熔化气体雾化金属粉末。该技术允许使用一种或几种材料来构建3D部件，修复现有组件或在表面沉积以获得所需的性能。188金宝搏bet官网该技术与其他技术不同的一些主要特点是它能够实现完全致密的金属结构、可控的微结构和异质材料制造以及近净形状几何生成。
图1显示了DMD系统的总体概况，该系统包含激光系统、粉末输送系统、用于氧化和输送粉末的屏蔽和覆盖气体，以及用于控制沉积过程的反馈传感器。特别是为了本文所描述的实验目的，一种带有CO的DMD机器2激光由DM3D技术公司的三轴数控系统控制。
 |
| 图1 -直接金属沉积 |
的打孔1本案例研究中使用的工具钢最初由硬度为54 HRC的工具钢制成[1,2]，为了增加其使用寿命，通过DMD沉积了一种更高含碳量的工具钢，以提高耐磨性，甚至进一步提高韧性。图2所示为一个完整的零件体，表示高碳钢沉积的顶部面区域。由于这一工艺的性质，表面粗糙度通常与砂型铸件一样好;因此，根据零件的规格，可以在之后做一些精加工。
 |
| 图2 -冲孔和沉积视图 |
结果:
对冲头的横截面进行了金相分析，以显示冲头和高碳钢之间的完整冶金结合。在该分析中，发现平均沉积厚度为544 μ m(如图3所示)，这显示了所分析的横截面的两个边缘的右侧角。
 |
| 图3 - DMD横截面 |
在分析中发现的一些特征是晶粒结构较细，硬度比当前工具钢的测试硬度提高了10%。图4显示了沿冲孔左角部分边缘的对角线的线束行为。不同的线束在大多数沉积中表现出一致性，这为DMD控制微观结构提供了信心。
 |
| 图4 -硬度测试 |
随着硬度的显著提高，处理后的冲头的抗压强度将增加，这有利于其刀具寿命。这种材料的加入不仅提高了工具钢的韧性，而且提高了耐磨性。两种合金之间的最小热影响区表明，原始冲头的性能在界面后立即接近材料规格。
与标准工具钢相比，测试了后dmd冲床的磨损性能。实验是在30 N(约6.7 lb)负载和22.15 m/min的负载下进行的。(~ 872英寸/分钟)的室温转速。这些结果表明，两个冲头之间的磨损深度减少了80%，如图5所示。
 |
图5冲床磨损行为 |
这样的结果表明，DMD是一种增值技术，通过允许使用不昂贵的合金构建组件，并只在需要的区域添加所需的合金，可以大幅降低成本。这一概念可以很容易地应用于使用和磨损的部件，以增加刀具寿命。
总之，与传统制造工艺相比，DMD技术用于硬表面处理的主要优势是:
能够添加不同的材料，允许不同的性能在所需的区域，从而降低成本188金宝搏bet官网;
低热影响区;而且
由于激光低热量输入，零件变形小。
1所用的工具钢冲头由代顿拉米娜公司提供。
2经测试的基体平均硬度为58 HRC，高碳钢平均硬度为63.9 HRC。
参考文献
[1]http://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=e30d1d1038164808a85cf7ba6aa87ef7&ckck=1，访问日期2015年1月8日
[2] http://www.daytonlamina.com/node/1114，访问日期2015年1月8日
[3] Qvarnström，汉斯(1989)。技术说明:钢的洛氏硬度标尺和维氏硬度标尺之间转换的数学公式。热处理学报，v7, n1, pp65-67, http://dx.doi.org/10.1007/BF02833189。
