發(fā)布時(shí)間：2019-11-11 23:44

【摘要】：通過多因素實(shí)驗(yàn)法在316L不銹鋼基體板上采用激光選區(qū)熔化技術(shù)(SLM)成型單道和單層的熔覆層。對(duì)打磨后的熔覆道在掃描電鏡(SEM)下進(jìn)行觀察。調(diào)節(jié)掃描間距和掃描方式,使用定因素分析法,根據(jù)成型面質(zhì)量,找出最合適的掃描間距和掃描方式。結(jié)果表明:在其他成型參數(shù)一定的條件下,適當(dāng)增加激光功率能增加粉末能量攝入,減少制件表面缺陷。在掃描間距為0.07 mm時(shí)搭接率大小合適。掃描方式對(duì)成型制件的表面粗糙度和硬度都有一定影響,在確定其他成型參數(shù)后,采用跳轉(zhuǎn)變向的加工方式能成型出較好質(zhì)量、較大硬度的制件。制件表面球化現(xiàn)象主要因?yàn)槿廴诮饘僭谳^短的冷卻時(shí)間內(nèi)不能完全鋪展開形成球狀的顆粒,適當(dāng)提高激光功率能有效減少球化顆粒的產(chǎn)生。
【圖文】：

壬柚?在70μm稍大于一個(gè)粉末顆粒的尺寸。鋪粉厚度過大容易造成因?yàn)榉勰┪赐耆刍鸬姆勰┣蚧档椭萍|(zhì)量；鋪粉厚度太小粉末不容易鋪展在基體板上，在燒結(jié)過程中容易引起基體板過燒粉末不夠等現(xiàn)象，引起表面缺陷的產(chǎn)生。在確定鋪粉厚度的情況下改變掃描速度、激光加工功率、掃描間距和掃描方式，通過工藝參數(shù)的優(yōu)化可以獲得球化顆粒、裂紋較少、表面平整粗糙度較小及整體質(zhì)量較好的制件。激光光功率和掃描速度是對(duì)單熔道表面質(zhì)量影響較大的因素。在不同掃描速度、不同功率的情況下熔覆道的寬度也不近相同，從圖1可看出，在功率一定的情況下，隨著掃描速度的增加，熔覆道寬度逐漸減校當(dāng)功率一定時(shí)（98W），掃描速度較�。�80mm/s）時(shí)，基體板和粉末能量攝入高熔化的金屬粉末較多，引起粉末過熔片層狀熔覆道不明顯，熔融狀圖1不同掃描功率下的熔覆道寬度Fig.1Thewidthsofcladdingunderdifferentscanningpowers204060801001201401601401201008060熔覆道寬度/mm掃描速度/(mm·s-1)80W90W98WCSCrNiMoPSiMn0.0130.01317.7713.312.230.030.710.06表1316L粉末化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)Tab.1Chemicalcompositionof316Lpowder(wt%)171

HotWorkingTechnology2017,Vol.46,No.20態(tài)粉末鋪展能力增加，如圖2（a）所示。掃描速度較小時(shí)粉末能量攝入過量，液體飛濺到邊緣部位迅速冷卻形成球化顆粒。當(dāng)功率一定時(shí)(98W)，掃描速度較大（90mm/s）時(shí)生成的熔覆道中的未熔化粉末夾雜較多，能量攝入小，未熔化粉末和半熔化粉末相互夾雜，在邊緣和基體板相接位置有嚴(yán)重的球化現(xiàn)象，如圖2（b）所示。這主要是由于能量攝入過小，根據(jù)能量最小化原理自動(dòng)縮成球狀形成的球化顆粒。掃描速度過大時(shí)粉末吸收能量較少，部分粉末不能完全熔化，熔覆道產(chǎn)生明顯的不連續(xù)現(xiàn)象。由于激光的光斑在掃描時(shí)是以熱流密度輸入的，光斑能量q服從高斯分布，有：q=2APπω2exp-2(x2+y2)ω2ωω（1）式中：A為粉體對(duì)激光的吸收率；P為激光功率；ω為光斑半徑；x、y為距激光中心原點(diǎn)的坐標(biāo)值。在掃描速度一定的情況下，激光功率越高，熔覆道越寬，激光功率提高使得單位時(shí)間內(nèi)粉末攝入能量增加。激光功率越大，能量輸入越多，熔池溫度升高，粉末粘度降低，熔融金屬液相量增加。功率過小時(shí)激光提供的能量不能使粉末完全熔化，使得粉末潤濕性差、潤濕角小，形成的熔池小，易引起球化夾雜等缺陷。隨著功率的增加，粉末熔化徹底，熔融粉末潤濕性增強(qiáng)，有利于粉末鋪展使得熔池增大，，熔道寬度增加成型制件表面平整度，提高了質(zhì)量。激光功率過大時(shí)，粉末攝入能量過多引起液體飛濺，使得熔池寬度增加，成型表面不平整，表面質(zhì)量差。2.3搭接率對(duì)表面質(zhì)量的影響搭接率是用來描述兩條熔道之間連接程度的概念。為了制備表面質(zhì)量優(yōu)異的制件就要設(shè)定合適的搭接率，而搭接率又與掃描間距的設(shè)定密不可分。準(zhǔn)=D-s/D（2）式中：準(zhǔn)為搭接率，%；D為熔道寬度，mm；s為掃描間距，mm。在固定

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