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GH4169镍基合金粉末选区激光熔化基础工艺研究

杜胶义  
【摘要】:选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)是一种能直接制造终端、近终端金属产品的新型3D打印(3D Printing)技术。国外镍基合金粉末选区激光熔化技术不成熟,国内研究甚少。立足于此,本课题以GH4169镍基合金粉末为试验材料在LWY400P激光设备上进行选区激光熔化的工艺试验研究,为开发镍基合金粉末的选区激光熔化成型技术奠定基础。 本文主要通过单层单道、单层多道、多层多道工艺试验,探究了激光电流、激光频率、脉冲宽度、扫描速度、铺粉厚度、扫描间距等参数对GH4169镍基合金粉末成型性、制件致密度和微观硬度的影响规律。揭示其成型过程中球化、孔隙、裂纹、翘曲、飞溅等缺陷的形成机理并提出防止措施,并对工艺参数进行了优化,获得高致密度、高性能的镍基合金试样。同时对添加铼的镍基合金粉末成型性试验进行初步探索。 研究发现:扫描线线宽和线高随激光电流、脉冲宽度和激光频率的增加和扫描速度的降低而增大;铺粉厚度对扫描线宽的影响不大,和扫描线高之间呈正相关性;过大或过小的参数对对成型件的致密度和微观硬度都不利。GH4169镍基合金粉末选区激光熔化的优化工艺参数组为:激光电流140A,扫描速度150mm/min,扫描间距0.35mm,脉冲宽度5.5ms,激光频率12Hz,铺粉厚度0.15mm。优化工艺参数组下SLM成型件的表面基本平整,致密度达98.45%,微观硬度达427HV。


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