一家专注流体压力成形技术
【作 者】冉江涛；姜风春；陈卓；赵鸿
【引 言】
激光选区熔化(SLM)技术是一种以激光为热源，基于离散堆积原理层层堆积，近净成形的金属增材制造技术，尤其适用于直接制造复杂结构件，现已广泛应用于航空航天、生物医疗、模具制造等领域[1-3]。预热温度、保护气体纯度、铺粉厚度、激光功率、扫描速度、扫描间距等工艺参数都会影响SLM成形件的成形质量和力学性能，其中铺粉厚度、激光功率、扫描速度和扫描间距等工艺参数的影响更为显著[4-11]。将激光功率与扫描速度、扫描间距、铺粉厚度3者乘积的比值定义为SLM成形的能量密度[12]。卓林蓉等[13]，研究发现，随着能量密度的增加，SLM成形铜基形状记忆合金的相对密度先增大后减小。于彦东等[14]研究发现，激光功率和扫描速度对SLM成形Inconel 718合金相对密度的影响高于能量密度的影响。
航空航天零部件的典型特点是形状结构复杂，采用传统制造技术常常受到刀具和模具形状的限制，且易造成原料浪费。因此，近净成形SLM技术在航空航天领域有着广阔的应用前景。目前，关于TA32钦合金的研究主要集中在显微组织、流变性、超塑性及拉伸变形行为方面[16-18]，关于工艺参数对SLM成形TA32钛合金的成形质量与力学性能的影响研究鲜有报道。因此，作者采用SLM技术，在铺粉厚度为50um的条件下成形TA32钛合金，采用单因素试验法研究了激光功率P、扫描速度v、扫描间距L和能量密度对成形质量及硬度的影响规律，为后续工艺优化提供数据支撑。
【结 论】
(1) SLM成形TA32钛合金试样的表面均呈现典型的鱼鳞纹特征，显微组织主要由原始柱状俘β晶内的针状α‘马氏体组成。
(2)随着扫描速度(800~1 200 mm/s)增加，SLM成形TA32钛合金试样的表面粗糙度先减小后增大，相对密度和维氏硬度均逐渐降低；随着扫描间距(90~130um)增加，试样的表面粗糙度先减小后增大，相对密度和维氏硬度均先降低后升高;随着激光功率(200~400 W)增加，试样的表面粗糙度先减小后增大，相对密度和维氏硬度均先升高后降低。
(3)综合考虑表面粗糙度、相对密度以及维氏硬度，在试验参数范围内，适用于TA32钛合金SLM成形的能量密度范围为45-75 J/mm³。
以下是正文：
