采用激光選區(qū)熔化技術(shù)制備大尺寸AlSi10Mg合金試樣,研究了掃描方式（棋盤式掃描與均勻掃描）及基板預(yù)熱溫度（80℃和120℃）對AlSi10Mg合金試樣顯微組織、密度和力學(xué)性能等的影響。結(jié)果表明:掃描方式是影響試樣相對密度、拉伸性能和沖擊性能的主要因素,而預(yù)熱溫度主要影響試樣的硬度;預(yù)熱溫度80℃、棋盤式掃描方式下試樣的相對密度最大（98.69%）,拉伸性能和沖擊韌性最好;預(yù)熱120℃、棋盤式掃描方式下試樣的硬度最高（257HV）。 

【文章來源】：機械工程材料. 2017,41(10)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

圖１ＡｌＳｉ１０Ｍｇ鋁合金粉體的ＳＥＭ形貌Ｆｉｇ．１ＳＥＭｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆＡｌＳｉ１０Ｍｇａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｐｏｗｄｅｒ

．０２余圖１ＡｌＳｉ１０Ｍｇ鋁合金粉體的ＳＥＭ形貌Ｆｉｇ．１ＳＥＭｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆＡｌＳｉ１０Ｍｇａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｐｏｗｄｅｒ采用配備４００Ｗ光纖激光器的ＲｅｎｉｓｈａｗＡＭ２５０的金屬熔化增材制造設(shè)備來制備ＡｌＳｉ１０Ｍｇ鋁合金試樣，優(yōu)化后的成型工藝參數(shù)為：熱輸入４３０Ｊ·ｍ－１，掃描間距０．０７ｍｍ，鋪粉層厚度０．０２５ｍｍ，設(shè)備成型尺寸為２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×２５０ｍｍ，掃描方式為棋盤式掃描方式與均勻掃描方式，如圖２所示。棋盤式掃描方式是將掃描平面劃分為多個整齊排列的棋盤格，在每個棋盤格內(nèi)分布著均勻的掃描跡線，相鄰棋盤格間的掃描跡線旋轉(zhuǎn)９０°，相鄰層間的整個棋盤格逆時針旋轉(zhuǎn)６７°。均勻掃描方式是在整個掃描平面內(nèi)進行連續(xù)長線掃描，相鄰層間的掃描跡線逆時針旋轉(zhuǎn)６７°。ＳＬＭ制備的大尺寸圖２棋盤式網(wǎng)格掃描方式與均勻掃描方式的對比Ｆｉｇ．２ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｃｈｅｓｓｂｏａｒｄｓｃａｎｎｉｎｇｓｔｒａｔｅｇｙａｎｄｍｅａｎｄｅｒｓｃａｎｎｉｎｇｓｔｒａｔｅｇｙＡｌＳｉ１０Ｍｇ鋁合金試樣尺寸為１２０ｍｍ×１００ｍｍ×１１ｍｍ�；宓念A(yù)熱溫度分別設(shè)定為８０℃與１２０℃。１．２試驗方法在大尺寸試樣中間截取尺寸為１０ｍｍ×１０ｍｍ×２０ｍｍ的金相試樣，分別對試樣的頂面（ｘｙ平面）與側(cè)面（ｘｚ平面）進行打磨、拋光與腐蝕處理。腐蝕試劑為Ｋｅｌｌｅｒ溶液，腐蝕時間為３０ｓ，采用蔡司ＡｘｉｏＬａｂ．Ａ１ＰＯＬ型光學(xué)顯微鏡進行顯微組織觀察。在大尺寸試樣中間截取尺寸為１０ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍ

８０℃時，棋盤式掃描與均勻掃描方式下試樣的硬度基本相同，分別為１７６ＨＶ和１７０ＨＶ。２．５分析與討論在ＳＬＭ過程中，熔池沿平行于激光掃描的方向被拉長，而散熱方向則與激光運動的方向相反，如圖９所示，因此激光的掃描方式主要影響試樣的散熱方式，進而影響其微觀組織及性能。采用預(yù)熱８０℃、棋盤式掃描時，每個棋盤格均為一個散熱單元，散熱方向多元化，如圖１０所示，這種掃描方式下試樣的散熱速率較快，內(nèi)應(yīng)力較小，缺陷較少，適用于大尺寸試樣的制備；同時基板預(yù)熱溫度圖９ＳＬＭ過程中的散熱示意Ｆｉｇ．９ＨｅａｔｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍｉｎＳＬＭｐｒｏｃｅｓｓ圖１０棋盤式掃描下多向散熱示意Ｆｉｇ．１０Ｍｕｌｔｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｈｅａｔｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍｕｎｄｅｒｃｈｅｓｓｂｏａｒｄｓｃａｎｎｉｎｇ適宜，熔池尺寸較小且呈棋盤格式周期排列，因此試樣的相對密度最大、拉伸性能和沖擊韌性最好。該試驗結(jié)果與席明哲等［６］的研究結(jié)果一致，席明哲等［６］在研究激光快速制造ＴＡ１５鈦合金時發(fā)現(xiàn)，棋盤掃描方式可顯著細化鈦合金的顯微組織，與均勻掃描方式制備的試樣相比，棋盤式掃描方式下制備的試樣具有更好的力學(xué)性能。預(yù)熱８０℃、均勻掃描方式時，試樣的整個橫截面為散熱單元，且散熱方向單一，在制備大尺寸試樣時易產(chǎn)生較多的缺陷及內(nèi)應(yīng)力累積，此方法適用于薄壁件的５６


本文編號：3326822