金属薄壁结构激光增材制造工艺及组织性能研究
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期刊刊名:激光与光电子学进展   发表时间:2018.03.28   年:   期:  
关键词:激光技术;;激光增材制造;;薄壁结构;;粉末负离焦;;显微组织;;力学性能  

作者:肖鱼;路媛媛;郭溪溪;王涛;杜锦铮;刘德健;  

作者单位:华中科技大学材料科学与工程学院;湖北工业大学工程技术学院  

摘要:

基于同轴送粉激光增材制造技术,对薄壁结构成形过程单道熔覆工艺参数、单层提升量的确定以及薄壁结构两端塌陷问题进行了研究,采用粉末负离焦的方法来解决薄壁结构成形过程中的两端塌陷问题,利用金相显微镜对薄壁结构的显微组织进行了观察,对薄壁结构的力学性能进行了分析。结果表明,功率P=1400W,扫描速度V=0.6m/min,送粉量Mf=9.5g/min时获得了理想单道形貌。单层提升量为0.57mm时,薄壁结构表面无粘粉,无氧化色,熔覆层平均高度等于单层提升量。熔覆层高度和粉末利用率随粉末正负离焦量的增大而降低,熔覆层宽度在粉末离焦量为-1.5-1.5mm之间时变化较小,在粉末离焦量为-1mm时,薄壁结构两端塌陷问题得到解决。薄壁结构显微组织主要为外延生长的树枝晶,离基体较近部位枝晶较为粗大,而顶部为等轴晶组织。薄壁结构硬度高于基体,且离基体较近部位硬度偏低。抗拉强度和屈服强度显著高于传统锻造304不锈钢。