西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室, 陕西 西安 710049
激光选区熔化(SLM)作为一种直接制造金属构件的增材制造技术,可实现复杂结构件的高精度制造。介绍了SLM技术的发展现状及原理,从材料体系、成形工艺、显微组织及力学性能方面论述了国内外钛及钛合金SLM技术的研究及应用现状,总结了SLM技术加工钛及钛合金过程中存在的问题,及对其未来的发展趋势进行了展望。
激光技术 钛及钛合金 激光选区熔化技术 成形工艺 显微组织 力学性能 激光与光电子学进展
2018, 55(1): 011403
1 北京石油化工学院, 北京 102617
2 北京隆源自动成型系统有限公司, 北京 101318
采用激光选区熔化(SLM)技术, 使用北京隆源自动成型系统有限公司生产的AFS-M260金属快速成型机成功制备了Ti6Al4V(TC4)钛合金试件。为了研究不同激光功率和扫描速度对SLM成形TC4钛合金机械性能和显微组织的影响规律, 利用扫描电子显微镜、万能拉伸试验机、Nikon ECLIPSE MA200金相显微镜等测试手段对SLM成形钛合金试件的断口形貌、显微组织及综合力学性能进行分析, 结果表明, 在合适工艺参数(P＝300 W, v＝1.5 m/s)条件下, 成形试件的拉伸强度可达到1 227.13 MPa, 伸长率至8.2%。严格控制成形气氛中杂质元素和氧含量有利于减少成形试件内部缺陷, 提高机械性能。由于SLM成形过程中, 显微组织不可避免会生成未熔合、小气孔等杂质相, 造成塑性性能不高, 为了进一步改善试件的塑性, 采用SX-5-12型箱式热处理炉对试件进行热处理对比分析。实验表明, 普通退火处理和再结晶退火处理方法都有利于改善材料的塑性性能, 采用再结晶退火方法可以将伸长率提高19.6%, 但拉伸强度被不同程度的削弱, 而简单的固溶时效方法不能提高试样的伸长率, 且强度略有下降。因此, 采用再结晶退火+固溶时效的热处理方式, 可以同时获得优良的合金强度和塑性性能, 但对时效温度和固溶冷却速度还需要进一步研究。
激光选区熔化 3D打印 内部缺陷 热处理工艺 selective laser melting technology 3D printing internal defects heat treatment process
