選擇性激光快速熔化TC4合金成形工藝及性能

李學偉， 孫福久， 劉錦輝， 周長海， 田 宏

(1.黑龍江科技大學 材料科學與工程學院， 哈爾濱 150022； 2.黑龍江科技大學 機械工程學院， 哈爾濱 150022)

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選擇性激光快速熔化TC4合金成形工藝及性能

李學偉1， 孫福久1， 劉錦輝2， 周長海1， 田 宏1

(1.黑龍江科技大學 材料科學與工程學院， 哈爾濱 150022； 2.黑龍江科技大學 機械工程學院， 哈爾濱 150022)

為探討選擇性激光熔化成形工藝參數對TC4合金激光熔化成形的影響，采用自制金屬粉末成形機，在不同激光工藝參數下制樣，測量硬度與致密度，分析試樣的成形質量，利用掃描電子顯微鏡分析組織與物相變化。結果表明：TC4合金SLM成形質量與激光能量密度不呈線性關系；隨著激光能量的增加，成形質量、材料顯微硬度、致密度先增加后下降；粉末經激光熔化成形后，出現粗大的β相。

TC4合金； 選擇性激光熔化； 能量密度； 成形質量

0 引 言

激光快速熔化成形技術(Selective laser melting，SLM)是一種比較新型的快速原型制造技術[1]。該技術與其他增材制造技術原理大致相同，采用數學微積分原理，層層制造，層層疊加。不同的是，SLM技術是利用高能量激光束將金屬粉末逐層熔化并成形為金屬零件[2-4]。成形金屬零件無需工裝模具與刀具,與傳統的金屬成形方法(高速切削、粉末壓制、鑄造、壓力加工)相比具有獨特優勢,主要表現在能夠制造出傳統方法難以成形的復雜形狀金屬零部件[5-7]。目前, SLM技術在國內外已經用于航空航天、生物醫學、軍事裝備等領域關鍵零部件的制造。但由于SLM伴隨復雜的物理化學冶金等過程, 成形過程容易產生球化、孔隙、裂紋等缺陷[8-10]，所以研究SLM成形技術非常有必要。……