發(fā)布時(shí)間：2021-08-07 00:51

　　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(duì)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(duì)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(duì)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(jī)械工程材料. 2017,41(10)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【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(gè)整齊排列的棋盤格，在每個(gè)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(gè)棋盤格逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)６７°。均勻掃描方式是在整個(gè)掃描平面內(nèi)進(jìn)行連續(xù)長(zhǎng)線掃描，相鄰層間的掃描跡線逆時(shí)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(duì)比Ｆｉｇ．２ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｃｈｅｓｓｂｏａｒｄｓｃａｎｎｉｎｇｓｔｒａｔｅｇｙａｎｄｍｅａｎｄｅｒｓｃａｎｎｉｎｇｓｔｒａｔｅｇｙＡｌＳｉ１０Ｍｇ鋁合金試樣尺寸為１２０ｍｍ×１００ｍｍ×１１ｍｍ。基板的預(yù)熱溫度分別設(shè)定為８０℃與１２０℃。１．２試驗(yàn)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(duì)試樣的頂面（ｘｙ平面）與側(cè)面（ｘｚ平面）進(jìn)行打磨、拋光與腐蝕處理。腐蝕試劑為Ｋｅｌｌｅｒ溶液，腐蝕時(shí)間為３０ｓ，采用蔡司ＡｘｉｏＬａｂ．Ａ１ＰＯＬ型光學(xué)顯微鏡進(jìn)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(shí)，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(zhǎng)，而散熱方向則與激光運(yùn)動(dòng)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(jìn)而影響其微觀組織及性能。采用預(yù)熱８０℃、棋盤式掃描時(shí)，每個(gè)棋盤格均為一個(gè)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(shí)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(duì)密度最大、拉伸性能和沖擊韌性最好。該試驗(yàn)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(shí)發(fā)現(xiàn)，棋盤掃描方式可顯著細(xì)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(shí)，試樣的整個(gè)橫截面為散熱單元，且散熱方向單一，在制備大尺寸試樣時(shí)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


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