【摘要】：采用優(yōu)化工藝參數(shù)對AlSi10Mg鋁合金進行激光選區(qū)熔化(SLM)成形,對平行于和垂直于SLM成形方向的顯微組織、拉伸性能、沖擊性能以及相對密度進行了對比研究;分析了SLM直接成形不同傾斜角度傾斜面的成形質(zhì)量。結(jié)果表明:平行于SLM成形方向的顯微組織與垂直于SLM成形方向的在生長方向上存在差異性;沿垂直于SLM成形方向截取試樣的平均抗拉強度、屈服強度、斷后伸長率、沖擊功分別為364 MPa,303 MPa,6.7%,5.1J,高于平行于SLM成形方向的;當傾斜角度不大于45°時,傾斜面成形質(zhì)量較好,當傾斜角度大于50°時,傾斜面下表面出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象。
【圖文】：

為采用氣霧化設(shè)備生產(chǎn)的ＡｌＳｉ１０Ｍｇ鋁合金粉，化學(xué)成分見表１；粉體顆粒基本呈球形，粒徑范圍為２０～６３μｍ，形貌如圖１所示。表１ＡｌＳｉ１０Ｍｇ鋁合金粉的化學(xué)成分（質(zhì)量分數(shù)）Ｔａｂ．１ＣｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＡｌＳｉ１０Ｍｇａｌｌｏｙｐｏｗｄｅｒ（ｍａｓｓ）％ＳｉＭｇＦｅＮＯＴｉＺｎＭｎＮｉＣｕＰｂＳｎＡｌ９．０～１１．００．２５～０．４５＜０．２５＜０．２＜０．２＜０．１５＜０．１＜０．１＜０．０５＜０．０５＜０．０２＜０．０２余圖１ＡｌＳｉ１０Ｍｇ鋁合金粉體顆粒的微觀形貌Ｆｉｇ．１ＭｉｃｒｏｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆＡｌＳｉ１０Ｍｇａｌｌｏｙｐｏｗｄｅｒｐａｒｔｉｃｌｅｓ采用配備有４００Ｗ光纖激光器的ＡＭ２５０型激光選區(qū)熔化增材制造設(shè)備對鋁合金粉進行成形，優(yōu)化后的工藝參數(shù)為：線能量４３０Ｊ·ｍ－１，掃描間距０．０７ｍｍ，鋪粉層厚０．０２５ｍｍ。采用棋盤式網(wǎng)格掃描方式，如圖２所示，垂直于鋪粉層的方向為ＳＬＭ成形方向。圖２棋盤式網(wǎng)格掃描方式Ｆｉｇ．２Ｃｈｅｓｓｂｏａｒｄｓｃａｎｎｉｎｇｍｏｄｅ分別成形了外形尺寸為７５ｍｍ×６０ｍｍ×１５ｍｍ的長方體試樣和不同傾斜角度的傾斜面試樣，長方體試樣的長度方向分別平行于和垂直于ＳＬＭ成形方向。傾斜面試樣如圖３所示，傾斜角α分別為０°，２０°，３０°，４０°，４５°，５０°，５５°，６０°，６５°。圖３傾斜面試樣的形狀和尺寸Ｆｉｇ．３Ｓｈａｐｅａｎｄｓｉｚｅｏｆｓｐｅｃｉｍｅｎｗｉｔｈｉｎｃｌｉｎｅｄｐｌａｎｅ１．２試驗方法在長方體試樣上分別截取尺寸

．２５～０．４５＜０．２５＜０．２＜０．２＜０．１５＜０．１＜０．１＜０．０５＜０．０５＜０．０２＜０．０２余圖１ＡｌＳｉ１０Ｍｇ鋁合金粉體顆粒的微觀形貌Ｆｉｇ．１ＭｉｃｒｏｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆＡｌＳｉ１０Ｍｇａｌｌｏｙｐｏｗｄｅｒｐａｒｔｉｃｌｅｓ采用配備有４００Ｗ光纖激光器的ＡＭ２５０型激光選區(qū)熔化增材制造設(shè)備對鋁合金粉進行成形，優(yōu)化后的工藝參數(shù)為：線能量４３０Ｊ·ｍ－１，掃描間距０．０７ｍｍ，鋪粉層厚０．０２５ｍｍ。采用棋盤式網(wǎng)格掃描方式，如圖２所示，垂直于鋪粉層的方向為ＳＬＭ成形方向。圖２棋盤式網(wǎng)格掃描方式Ｆｉｇ．２Ｃｈｅｓｓｂｏａｒｄｓｃａｎｎｉｎｇｍｏｄｅ分別成形了外形尺寸為７５ｍｍ×６０ｍｍ×１５ｍｍ的長方體試樣和不同傾斜角度的傾斜面試樣，長方體試樣的長度方向分別平行于和垂直于ＳＬＭ成形方向。傾斜面試樣如圖３所示，傾斜角α分別為０°，２０°，３０°，４０°，４５°，５０°，５５°，６０°，６５°。圖３傾斜面試樣的形狀和尺寸Ｆｉｇ．３Ｓｈａｐｅａｎｄｓｉｚｅｏｆｓｐｅｃｉｍｅｎｗｉｔｈｉｎｃｌｉｎｅｄｐｌａｎｅ１．２試驗方法在長方體試樣上分別截取尺寸為１０ｍｍ×１０ｍｍ×８ｍｍ的金相試樣和密度測試試樣，其１０ｍｍ×１０ｍｍ平面分別平行于、垂直于ＳＬＭ成形方向，利用ＯＢＳＥＲＶＥＲ．Ｄ１ｍ型光學(xué)顯微鏡（ＯＭ）觀察其顯微組織；采用排水法測試試樣的密度以及相對密度。圖４拉伸試樣的形狀和尺寸Ｆｉｇ．４Ｓｈａｐｅａｎｄｓｉｚｅｏｆｔｅｎｓｉｌｅｓｐｅｃｉｍｅｎ在長方體試樣上截取尺寸如圖４所示的拉伸

Ｍ２５０型激光選區(qū)熔化增材制造設(shè)備對鋁合金粉進行成形，優(yōu)化后的工藝參數(shù)為：線能量４３０Ｊ·ｍ－１，掃描間距０．０７ｍｍ，鋪粉層厚０．０２５ｍｍ。采用棋盤式網(wǎng)格掃描方式，如圖２所示，垂直于鋪粉層的方向為ＳＬＭ成形方向。圖２棋盤式網(wǎng)格掃描方式Ｆｉｇ．２Ｃｈｅｓｓｂｏａｒｄｓｃａｎｎｉｎｇｍｏｄｅ分別成形了外形尺寸為７５ｍｍ×６０ｍｍ×１５ｍｍ的長方體試樣和不同傾斜角度的傾斜面試樣，長方體試樣的長度方向分別平行于和垂直于ＳＬＭ成形方向。傾斜面試樣如圖３所示，傾斜角α分別為０°，２０°，３０°，４０°，４５°，５０°，５５°，６０°，６５°。圖３傾斜面試樣的形狀和尺寸Ｆｉｇ．３Ｓｈａｐｅａｎｄｓｉｚｅｏｆｓｐｅｃｉｍｅｎｗｉｔｈｉｎｃｌｉｎｅｄｐｌａｎｅ１．２試驗方法在長方體試樣上分別截取尺寸為１０ｍｍ×１０ｍｍ×８ｍｍ的金相試樣和密度測試試樣，其１０ｍｍ×１０ｍｍ平面分別平行于、垂直于ＳＬＭ成形方向，利用ＯＢＳＥＲＶＥＲ．Ｄ１ｍ型光學(xué)顯微鏡（ＯＭ）觀察其顯微組織；采用排水法測試試樣的密度以及相對密度。圖４拉伸試樣的形狀和尺寸Ｆｉｇ．４Ｓｈａｐｅａｎｄｓｉｚｅｏｆｔｅｎｓｉｌｅｓｐｅｃｉｍｅｎ在長方體試樣上截取尺寸如圖４所示的拉伸試樣，根據(jù)ＧＢ／Ｔ２２８－２００２，在ＣＭＴ５３０５型萬能試驗機上進行拉伸試驗，拉伸速度為１ｍｍ·ｓ－１。在長方體試樣上截取Ｖ型缺口沖擊試樣，根據(jù)ＧＢ／Ｔ２２９－７８

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