AlSi1OMg合金是鑄造鋁合金中應(yīng)用最廣泛的合金之一,具有良好的鑄造性能,常用于復(fù)雜的中等負(fù)荷零件。陶瓷增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料具有輕質(zhì)高強(qiáng)、高耐磨等優(yōu)點(diǎn),被行業(yè)廣泛關(guān)注。激光選區(qū)熔化（Selective laser melting,SLM）成形技術(shù)是金屬增材制造技術(shù)的一種,材料適用性強(qiáng),制備的零件致密度高性能好,具有成形復(fù)合材料的優(yōu)勢(shì)。采用SLM成形工藝制備AlSi1OMg合金及其復(fù)合材料,對(duì)于增強(qiáng)其力學(xué)性能擴(kuò)展其應(yīng)用范圍具有重要意義。本文研究SLM成形AlSi1OMg合金工藝參數(shù)、熱處理等對(duì)其顯微組織成分和力學(xué)性能的影響,旨在獲得致密度高,材料性能提升的AlSi1OMg合金試樣。并采用TiB2和SiC陶瓷顆粒與AlSi10Mg合金粉末直接混合,利用SLM成形復(fù)合材料,研究不同陶瓷顆粒對(duì)成形復(fù)合材料致密度、物相成分、顯微組織及力學(xué)性能的影響,并深入探討顆粒增強(qiáng)的強(qiáng)化機(jī)制。通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定掃描參數(shù)為激光功率350W,掃描速度1600mm/s,鋪粉層厚30μm,掃描策略為鄰層激光方向旋轉(zhuǎn)67°,掃描間距為120μm時(shí),SLM成形AlSi1OMg合金致密度最高,可達(dá)到98.8%。SLM成形AlSi1... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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圖１－１?Ａｌ－Ｓｉ二元合金相圖［３］??眾所周知，ＡＩ－Ｓｉ合金微觀組織中共晶硅的形態(tài)和尺寸是影響其力??學(xué)性能的兩個(gè)最重要因素［４］

?山東大學(xué)碩士論文???松等缺陷，且無(wú)法生產(chǎn)復(fù)雜形狀鑄件。壓力鑄造成型ＡｌＳｉｌＯＭｇ合金顯??微組織如圖１－２所示，組織中共晶硅粗大且呈針狀。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)鑄造??工藝的冷卻速率溫度大約為１０２°Ｃ／ｓ或更低，共晶硅不斷生長(zhǎng)，細(xì)化受??到很大的限制［６］。??Ｉ，?貧．．．??圖１－２鑄造成型ＡｌＳｉｌＯＭｇ零件顯微組織??快速凝固技術(shù)（冷卻速度可達(dá)到１〇６－１〇８?°Ｃ／ｓ）具有明顯的成形優(yōu)勢(shì)。??該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)微結(jié)構(gòu)的細(xì)化，共晶硅的均勻分布，并且可制備形狀復(fù)雜??的零件ｍ。所以作為快速凝固成形的激光選區(qū)熔化工藝為成形性能優(yōu)異??且形狀復(fù)雜的ＡｌＳｉｌＯＭｇ合金零件提供一種新的制備方法。??１．２激光選區(qū)熔化成形技術(shù)??１．２．１激光選區(qū)熔化成形技術(shù)的原理及優(yōu)點(diǎn)??激光選區(qū)溶化（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ?Ｌａｓｅｒ?Ｍｅｌｔｉｎｇ，?ＳＬＭ）成形工藝是金屬增材??制造技術(shù)的一種，是中國(guó)制造２０２５計(jì)劃大力發(fā)展的先進(jìn)制造技術(shù)。其??成形包括計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)和設(shè)備打印成形兩步。首先通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件??Ｍａｇｉｃｓ繪制零件三維模型，設(shè)定零件打印的詳細(xì)工藝參數(shù)，并將零件的??三維模型切片分層生成切片數(shù)據(jù)用于二維單層掃描。將所有數(shù)據(jù)傳輸?shù)??設(shè)備中。使用設(shè)備打印粉末的過(guò)程如圖１－３所示：（１）根據(jù)已設(shè)定的工??藝參數(shù)，打印之前通過(guò)自動(dòng)鋪粉系統(tǒng)刮刀在基板上均勻鋪一層厚度一定??的粉末；（２）激光束自動(dòng)掃描二維圖形區(qū)域，熔化該層粉末并與基板或??２??

?山東大學(xué)碩１－學(xué)位論文???己成形零件緊密結(jié)合；（３）?—層激光掃描結(jié)束基板下降一個(gè)層厚高度，??刮刀繼續(xù)鋪粉，重復(fù)上述過(guò)程直至打印層數(shù)完成。??Ｔｈｅ?ｂｕｉｌｄｉｎｇ?ｓｔｅｐｓ??＾????＾＾＾ＩＬａｓｅｒ?ｂｅａｍ??ｉｇ爭(zhēng)Ｐｒｅｖｉｏｕｓ?ｌａｙｅｒｓ??Ｓｐｒｅａｄ?ｐｏｗｄｅｒ?■?｜??－?－????Ｉｎｉｔｉａｌ?ｐｌａｔｅ??圖１－３?ｓｌｍ成形原理示意圖［９］??作為增材制造技術(shù)，激光選區(qū)熔化成形技術(shù)與傳統(tǒng)的減材制造成形??方法相比，具有很多優(yōu)點(diǎn)：（ｌ）ＳＬＭ成形激光束能量高且集中，能熔化??高熔點(diǎn)的金屬材料，打印粉末材料選擇相對(duì)較多，單一或餛合金屬粉末、??難熔高熵合金粉末或陶瓷粉末等均可以打�。郏保ǎ荩�?（２）節(jié)約成本，利用金??屬粉末直接疊加成形，幾乎沒(méi)有加工余量，減少原材料的使用。且打印??金屬粉末可回收處理再利用，進(jìn)而有效的節(jié)約材料。同時(shí)ＳＬＭ打印精??度高，可直接成形尺寸精密、形狀復(fù)雜的零件，節(jié)省后續(xù)加工工序。（３）??ＳＬＭ打印中金屬粉末逐層鋪粉，逐層凝固，很大程度上避免縮孔縮松等??缺陷，成形件致密度高。熔池凝固速率很快，非平衡凝固會(huì)抑制晶粒生??長(zhǎng)，得到細(xì)化的顯微組織，從而成形件得到更大的綜合力學(xué)性能；（４）??ＳＬＭ成形過(guò)程不會(huì)造成環(huán)境污染。??１．２．２激光選區(qū)熔化成形工藝概述??（１）打印設(shè)備??自２０世紀(jì)９０年代以來(lái)，增材制造技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用研究。同時(shí)激光選??區(qū)熔化成形技術(shù)產(chǎn)生并得到了極大的重視。激光選區(qū)熔化工藝具有激光??３??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鋁合金壓縮狀態(tài)下近似屈服強(qiáng)度的測(cè)定方法[J]. 閆明,董陽(yáng)華,王一焱.  中國(guó)鑄造裝備與技術(shù). 2020(01)
[2]碳納米管對(duì)激光選區(qū)熔化成形Al基復(fù)合材料的影響[J]. 李明川,蔣立異,劉婷婷,廖文和,張長(zhǎng)東.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2018(07)
[3]熱處理對(duì)選區(qū)激光熔化成形AlSi10Mg合金顯微組織及力學(xué)性能的影響[J]. 余開(kāi)斌,劉允中,楊長(zhǎng)毅.  粉末冶金材料科學(xué)與工程. 2018(03)
[4]AlSi10Mg鋁合金3D打印組織與性能研究[J]. 趙曉明,齊元昊,于全成,林鑫,鞏維艷,祁俊峰.  鑄造技術(shù). 2016(11)
[5]鋁合金激光選區(qū)熔化成形技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 董鵬,李忠華,嚴(yán)振宇,黃超,梁曉康,何京文,陳濟(jì)輪,王國(guó)慶.  應(yīng)用激光. 2015(05)
[6]攪拌鑄造法在SiCp/Al復(fù)合材料制備中的應(yīng)用研究[J]. 王均杰.  熱加工工藝. 2014(19)
[7]金屬基復(fù)合材料概述[J]. 王燕,朱曉林,朱宇宏,姚強(qiáng).  中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化. 2013(05)
[8]顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的研究[J]. 趙龍志,楊敏.  熱加工工藝. 2011(20)
[9]高SiCp或高Si含量電子封裝材料研究進(jìn)展[J]. 鐘鼓,吳樹(shù)森,萬(wàn)里.  材料導(dǎo)報(bào). 2008(02)
[10]先進(jìn)復(fù)合材料與航空航天[J]. 杜善義.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2007(01)

碩士論文
[1]激光選區(qū)熔化成形SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料工藝與強(qiáng)化機(jī)理研究[D]. 王衛(wèi)東.北京工業(yè)大學(xué) 2019
[2]基于SiC和TiB2增強(qiáng)的Al基復(fù)合材料選區(qū)激光熔化成形研究[D]. 趙軒.南京航空航天大學(xué) 2019
[3]選區(qū)激光熔化成形SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料工藝優(yōu)化與組織分析[D]. 周巖.北京工業(yè)大學(xué) 2018
[4]激光選區(qū)熔化原位自生TiB2/Al-Si復(fù)合材料強(qiáng)韌化機(jī)理研究[D]. 章敏立.上海交通大學(xué) 2018
[5]選區(qū)激光熔化多相增強(qiáng)Al基復(fù)合材料成形機(jī)理及性能研究[D]. 常斐.南京航空航天大學(xué) 2016
[6]機(jī)械振動(dòng)對(duì)消失模殼型鑄造鋁合金組織性能的影響[D]. 王本京.武漢工程大學(xué) 2015
[7]原位TiB2/7075復(fù)合材料的制備及組織性能研究[D]. 邊天軍.吉林大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3300007