EIGA法制备TC4合金粉末的激光3D打印性能研究.pdfVIP

第 32卷第 6期 有 色 矿 冶 Vo1．32．№6 2016年 12月 NoN—FERR0USM INING AND M ETALLURGY December2016 文章编号：1007—967X(2016)06—34一O7 EIGA法制备 TC4合金粉末的激光 3D打印性能研究 董欢欢 ，陈岁元 ，郭快快 ，李慧莉 ，梁 京 ，刘常升 (1．东北大学 材料科学与工程学院 材料各向异性与织构教育部重点实验室 ，辽宁 沈阳 110819； 2．东北大学研究院；辽宁 沈 阳 110819) 摘 要 ：采用电极感应熔炼气雾化法制备 了5O～180 m激光 3D打印用 TC4合金粉末 ，研究了粉 末截面微观组织和成分，并采用激光 3D打印成形 了TC4合金样 品，研究了松装密度对激 光 3D成形熔池截面形貌的影响，粉末粒径范围对打印样品的微观组织、拉伸断 口形貌的 影响。结果表明：TC4合金粉末 内部组织存在大量 的针状马 氏体 ；随着松装密度增大，熔 池的宽度和高度先增大后减小 ，激光 3D打印成形TC4钛合金最佳松装密度为 2．696～2． 792g／cm。；块状魏氏体组织随打印粉末 的粒径范围减小而减少，致使拉伸断 口形貌中韧 窝密集程度逐渐增大 ，样品塑性提高。打印样品DSC分析相变起始温度为 830．09℃、峰 值温度为 927．39℃均低于稳态相变温度 ，表明打印样品内存在大量亚稳相。 关键词 ：激光 3D打印；粉末粒径范围；松装密度 ；魏 氏体组织；断 口形貌 中图分类号 ：TG146．2 文献标识码 ：A 快速成形工艺参数对钛合金成形性能的影响有大量 1 前 言 研究 。Thijs[6等人研究了激光扫描路径和扫 激光 3D打 印快速成型技术是一种加工速度 描速率对激光成形 Ti6Al4V 的微观组织形貌的影 快 、高度集成、对零件复杂性没有限制的先进加工技 响，发现马氏体的生长是与长条的晶粒生长同步出 术u ]，激光束能量密度高，能成形高熔点、加工性 现，且晶粒 的方 向与扫描工艺参数有关 。Yadroit— 能差的有色金属材料，常用于成形钛合金。激光 3D sev_7等人通过高速相机研究了温度分布与热处理 打印钛合金可以直接制作零件，后加工处理少，能极 对激光快速成形 Ti6Al4V的组织变化过程影响，发 大缩短加工周期，节省成本 ，在航空航天领域有着重 现熔池 的宽度和深度与温度场和扫描工艺有关。 要的应用 ]。 Mahamood_8等人研究 了扫描速 度对快速 成形 激光 3D打印钛合金快速成形是一个快速熔凝 Ti6A14V组织、硬度、摩擦磨损性能 的影响 ，发现扫 的过程 ，成形后 的钛合金样 品内部组织细小且成分 描速度为 65mm／s时 ，TC4合金快速成形性能最优 均匀，能显著提高材料的力学性；同时，通过控制激 异。SunL9等人研究了激光功率、搭接率等对 TC4 光打印成形过程 中的功率 、送粉量 、搭接率 、扫描速 快速成形性能影响 ，优化后的工艺成形 TC4合金硬 度等工艺参数，可以对任意局部的组织和成分进行 度达到 492HV。Yang1【叩等人通过激光快速成形 调控 ，实现结构与性能最佳搭配 。然而 ，实际 3D打 出TC4合金八面体空间网状结构模型，并运用该模 印成形的大型钛合金零件 ，目前存在的最重要 的问