采用X射线衍射仪、扫描电镜、硬度计和摩擦磨损试验机等手段, 研究了PLC控制下激光选区熔化成形工艺中激光扫描速度对TiB2/S136复合材料显微组织、硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明: 4种不同激光扫描速度下成形件的主要物相都为α-Fe、γ-Fe和TiB2; 随着激光扫描速度减小, 成形件的致密度先增加后减小, 在激光扫描速度为700 mm/s时取得最大值(98.4%), 此时成形件中未见明显孔洞或微裂纹缺陷; 随着激光扫描速度减小, 成形件XY和YZ面硬度、平均摩擦因数和磨损率都呈现先减小后增大特征, 在激光扫描速度为700 mm/s时取得硬度最大值、平均摩擦因数和磨损率最小值, 这主要与此时成形件致密性较高、晶粒细小均匀以及具有较高的硬度有关。

以316L不锈钢粉末为研究对象, 采用正交试验方法研究SLM激光快速成形过程中激光功率P、扫描速度v、扫描间距s、铺粉厚度h等工艺参数对成形件上表面和垂直面表面粗糙度的影响规律。实验结果表明: 在上表面, 激光功率和扫描速度对成形件表面粗糙度影响非常显著, 扫描间距对成形件表面粗糙度影响显著, 铺粉厚度对成形件表面粗糙度影响不显著, 各因素对成形件表面粗糙度的影响的重要性次序为激光功率、扫描速度、扫描间距、铺粉厚度, 最佳工艺参数组合为激光功率为220 W, 扫描速度800 mm/s, 扫描间距0.12 mm, 铺粉厚度0.03 mm; 在垂直表面, 各因素对成形件表面粗糙度的影响的重要性次序为激光功率、铺粉厚度、扫描速度、扫描间距, 四个因素对粗糙度影响均不显著。成形件垂直面的表面粗糙度明显大于上表面的表面粗糙度。

针对在K418薄壁叶片上局部再制造的多层立体成形组织难以调控优化的难点,开展该类合金激光再制造覆层工艺及组织研究。优选三组工艺进行Inconel 718成形试验,观察覆层显微组织,测试其力学性能,对比分析并进行单道多层立体成形试验。成形优化工艺的参数为激光功率为1.2 kW、扫描速度为300 mm/min、送粉速率为25 g/min、气体流速为3 L/min、脉宽为10 ms、占空比为1∶1。试验结果表明:单道覆层与基体形成了良好的冶金结合,高度和宽度分别为1.537 mm、1.414 mm,覆层主要由细小致密的等轴枝晶、定向生长的柱状枝晶和胞状晶组成,覆层显微硬度为263.7~289.7 HV0.2;多层立体成形总高度为3.67 mm,显微硬度范围为284.3~315.5 HV0.2,底层覆层析出Laves、MC和γ″相,弥散强化合金,提高了底部覆层的硬度。

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。

激光冲击成形是指利用激光诱导产生的冲击波压力使板料变形的一种新的板料塑性成形技术。本文在激光单点冲击金属板料变形实验的基础上 ,对大面积金属板料的激光多点冲击成形进行了探讨 ,并以金属板料方盒形件为例 ,采用数值模拟技术 ,对无间隔连续冲击和间隔冲击两种方法进行了分析比较。结果表明 ,采用粗冲成形和精冲成形的工艺过程 ,可有效提高板料激光冲击成形的精度。