不銹鋼粉末選擇性激光熔化直接制造金屬零件研究.pdf

1、選擇性激光熔化(Selective Laser Melting，SLM) 成形是一種新型激光快速制造技術(shù)。它通過激光完全熔化金屬粉末，基于分層——疊加堆積原理實(shí)現(xiàn)金屬零件的快速制造，能夠獲得致密度近乎100％、機(jī)械性能與鍛造工藝相當(dāng)?shù)慕饘倭慵?。近幾年來該技術(shù)成為國外快速成形方面研究的熱點(diǎn)，而在國內(nèi)還處于起步階段。目前SLM直接成形具有工業(yè)用途的零部件，還存在兩個(gè)較大的困難：一是在成形中依然存在裂紋、孔隙等問題，使致密度難以達(dá)到100％；

2、二是國際上大部分的研究都針對(duì)特定粉末材料成形進(jìn)行研究，沒有建立激光熔化成形不同粉末的共性方案。 針對(duì)以上兩個(gè)問題，本文以SLM直接成形致密的金屬件為目標(biāo)，以316L及304L不銹鋼粉末為主要實(shí)驗(yàn)材料對(duì)成形件致密度進(jìn)行了系統(tǒng)研究，以求在得到致密件的同時(shí)確定優(yōu)良的SLM成形研究方案。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下： （1）建立了SLM成形不同金屬零件研究的共性方案。采用304L不銹鋼粉末進(jìn)行SLM實(shí)驗(yàn)，首先以線掃描、面掃描和方塊掃描

3、來確定SLM加工零件的掃描功率、掃描速度、掃描間距、掃描層厚和掃描方式。然后試樣塊經(jīng)線切割，采用排水法測(cè)致密度，再制成金相，對(duì)其微觀組織進(jìn)行研究；最后綜合各種因素，選擇一組較優(yōu)參數(shù)，制得致密度高且精度高的成形件。 （2）采用316L不銹鋼進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)研究，更進(jìn)一步得出加工工藝參數(shù)對(duì)成形件致密度和精度的影響。 （3）采用氣霧化制備的球形粉末可以提高粉末松裝密度，這一是因?yàn)榉勰┝鲃?dòng)性好；二是相同的粉末粒度下，球形粉SLM鋪粉

4、中可以采用更小的加工層厚，加強(qiáng)上下層的補(bǔ)償和粉末壓實(shí)作用。另外由于氣霧化制備的粉末氧含量少，SLM成形過程中粉末之間的潤濕性好，有利于得到致密的零件。 （4）對(duì)掃描方式進(jìn)行了改進(jìn)，跳轉(zhuǎn)變向的掃描方式可以得到平整的表面，有利于下一層成形的進(jìn)行，通過掃描方式和粉末的改進(jìn)在一組較優(yōu)的SLM工藝參數(shù)下得到了致密度為95％的試樣。 （5）對(duì)其它金屬粉末SLM成形進(jìn)行了初步的研究，了解粉末性能對(duì)SLM成形質(zhì)量的影響，為這些粉末的SL