镍铁金属粉末选区激光熔化工艺研究

发布时间：2020-01-26 06:38

【摘要】：采用镍铁金属粉末进行选区激光熔化试验,研究工艺参数对镍铁粉末成形性的影响。通过单层单道、单层多道扫描试验,分析了激光电流、脉冲宽度、扫描速度、激光频率、铺粉厚度、扫描间距等工艺参数对单层单道、单层多道扫描质量的影响。以此为基础,研究了不同工艺参数对多层多道扫描质量的影响,并对不同工艺参数下的试样形貌加以观察和分析,最终确定镍铁金属粉末选区激光熔化成形的优化工艺参数匹配。
【图文】：

零件成形质量的影响。试验先进行了单道试验和单层试验，确定出优化工艺参数匹配组合并为块体研究做准备，以制备组织性能较好的试样。２．１工艺参数对单层单道扫描试样的影响２．１．１激光电流对单层单道扫描成形质量的影响为研究激光电流对单道扫描线线宽、线高及外观形貌的影响，设定其他参数不变，从小到大改变激光电流。试验参数为：激光脉宽为４．０ｍｓ；扫描速度为１５０ｍｍ／ｍｉｎ；激光扫描频率为１０Ｈｚ；铺粉厚度为０．１５ｍｍ；激光电流从１００Ａ逐渐增大到１７０Ａ。图１为不同激光电流下单层单道扫描试样的宏观形貌。可以看出，激光电流为１００Ａ时，由于电流较小，粉末不足以完全熔化而烧结在基板上。随着激光电流逐渐增大，单道线越来越高，更多的金属粉末吸收能量，熔化区域增大。当电流达到１６０Ａ时，单道线不仅具有一定的高度和宽度，表面光滑程度也达到了最佳。而当激光电流继续增大到１７０Ａ时，表面品质开始下降，变得不光滑，此时的金属粉末已经完全熔化，继续增大电流会导致球化现象产生。图１不同激光电流下的单层单道扫描线形貌（Ａ）２．１．２激光脉宽对单道扫描成形质量的影响激光电流为１６０Ａ时不同激光脉宽下单层单道扫描线形貌见图２。可以看出，激光脉宽对单道扫描的高度及表面品质影响较大，但对其宽度影响不大。激光脉宽较小时，单道线高度较小而且线条表面凹凸不平，球化现象比较严重。当激光脉宽达到４．４ｍｓ时表面品质明显变好，整体比较平整，只有少部分区域有凹凸；当激光脉宽达到４．６ｍｓ时表面品质最佳；当激光脉宽超过４．６ｍｓ时，表面品质又有所降低。图２不同激光脉宽下的单道扫描

小，粉末不足以完全熔化而烧结在基板上。随着激光电流逐渐增大，，单道线越来越高，更多的金属粉末吸收能量，熔化区域增大。当电流达到１６０Ａ时，单道线不仅具有一定的高度和宽度，表面光滑程度也达到了最佳。而当激光电流继续增大到１７０Ａ时，表面品质开始下降，变得不光滑，此时的金属粉末已经完全熔化，继续增大电流会导致球化现象产生。图１不同激光电流下的单层单道扫描线形貌（Ａ）２．１．２激光脉宽对单道扫描成形质量的影响激光电流为１６０Ａ时不同激光脉宽下单层单道扫描线形貌见图２。可以看出，激光脉宽对单道扫描的高度及表面品质影响较大，但对其宽度影响不大。激光脉宽较小时，单道线高度较小而且线条表面凹凸不平，球化现象比较严重。当激光脉宽达到４．４ｍｓ时表面品质明显变好，整体比较平整，只有少部分区域有凹凸；当激光脉宽达到４．６ｍｓ时表面品质最佳；当激光脉宽超过４．６ｍｓ时，表面品质又有所降低。图２不同激光脉宽下的单道扫描线形貌（ｍｓ）２．１．３扫描速度对单道扫描成形质量的影响试验参数：激光电流为１６０Ａ；激光脉宽为４．６ｍｓ；１３镍铁金属粉末选区激光熔化工艺研究廖海洪等

【共引文献】

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【二级参考文献】

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