不锈钢粉末的选择性激光熔化快速成形工艺研究

【摘要】：选择性激光熔化技术能直接成形金属零件,广泛用于生物医学、航空航天等领域。但选择性激光熔化成形金属零件过程中,易出现球化、孔隙、翘曲等缺陷,成为其发展的技术瓶颈。为了揭示选择性激光熔化快速成形过程中工艺对成形金属零件的影响规律,以不锈钢粉末为对象展开研究。首先,进行了单道扫描实验,结果表明水雾化制备的不锈钢粉末的单道扫描线不连续,球化现象严重,其原因是水雾化粉末的含氧量较高,氧化物的存在不利于熔池的润湿,而气雾化制备的粉末具有较低的氧含量且松装密度较高,其单道扫描成形轨迹较为连续,球化减少,显示出较好的成形性,有利于选择性激光熔化快速成形件的致密化;然后,采用不同的成形工艺,成形出了金属块体,结果表明成形件的致密度与激光能量密度满足指数关系ρ=ρ_m-Aexp(-φ/K):最后,对选择性激光熔化成形件内部的显微组织进行了扫描电镜与光学显微分析,结果表明该组织极其细小且不均匀,具有柱状和蜂窝状结构,熔化界面处的温度梯度最大,其组织变化最为剧烈。