基于金属粉末的3D打印煤巷锚杆基本力学性能与应用研究
冯晓巍1
薛飞2
宋万新3
1.中国矿业大学矿业工程学院,江苏徐州2211162.绍兴文理学院土木工程学院浙江省岩石力学与地质灾害重点实验室,浙江绍兴3120003.中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏徐州221116
摘要：通过三维扫描仪获取了煤巷锚杆的数字模型,采用3种不同的金属粉末(铝合金、不锈钢、模具钢)作为打印材料,以选择性激光熔化(SLM) 3D打印技术制作了左旋无纵筋锚杆,并进行了拉伸测试,扫描电子显微镜(SEM)测试和金相测试,最后探讨了3D打印锚杆的初步应用.结果 表明:所制作的锚杆在表面细节上与原型锚杆高度相似;相较于原型锚杆,模具钢粉末成型锚杆具有更高的强度,不锈钢粉末成型锚杆在强度和变形方面最接近于原型锚杆,铝合金粉末成型锚杆则表现出了相对较低的强度.通过SEM断口分析发现模具钢粉末成型锚杆的微观结构相对致密,金属粉末熔化效果良好,故其强度较高;铝合金粉末成型锚杆的微观结构气孔密布,结构松散,金属粉末熔化不全,故其强度较低;不锈钢粉末成型锚杆虽有气孔也有未融化金属粉末,但较铝合金粉末成型锚杆而言要少很多.热处理后的不锈钢粉末成型锚杆在延伸率和强化阶段方面进一步改善,且微观组织更为致密,进一步金相分析表明金属粉末3D打印成型锚杆具有"鳞片"状金属组织结构.
关键词：3D打印锚杆金属粉末力学强度SEM分析
分类号：TD353(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(51804296)中国博士后科学基金特别资助项目(2019T120480)浙江省自然科学基金(LQ20E080006)
论文发表日期：2021-11-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 1019-1028 )
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