利用quot;球化效应quot;激光扫描制备球形Ti粉的研究.pdfVIP

第36卷 第9期 稀有金属材料与工程 、b1．36．NO．9 2007年 ENG斟EERⅢG 2007 9月 RAREMETALMATERIALSAND Septembcr 利用“球化效应激光扫描制备球形Ti粉的研究 欧阳鸿武，余文焘，陈欣，何世文，黄劲松 (中南大学粉末冶金国家重点实验室，湖南长沙410083) 摘要：利用“球化效应”，在sLs设备上探索将异形Ti粉转化为高性能球形粉末的可行途径。通过系统地改变激光 w，扫描 功率、扫描速度．以及选取合适的激光扫描间距，探明了形成。球化效应”的工艺条件，并在激光功率为600 速度为30mm，s时，获得了较为理想的球形Ti粉。通过对球化过程进行理论分析，得出了选取激光扫描制备球形Ti粉 工艺参数的准则。 关键词：激光#粉末；球化效应；Ti粉 中围法分类号：1IGl46．2+3文献标识码：A 文章编号t 1002一185x(2007)09-1608-05 是十分奇特的。大量文献研究了金属粉末在激光作用 1 前言 下的复杂行为‘9“”。其中，文献[17]利用“球化效应”， 近些年，钛的应用领域不断扩展，逐步从航空航 探索了运用激光束扫描物体表面，使物体表面所吸附 天和军用向民用转化。为了不断降低生产成本，人们 微细粉末或薄膜在激光作用下迅速球化并弹起的行为 开始探索采用粉末冶金技术来大批量制造Ti合金零 (使吸附物脱离物体表面，以清洁物体表面)。 件【I“。目前，所用的Ti粉主要通过氢化脱氢工艺和 为此，本研究利用“球化效应”，在sLs设备上 气雾化工艺制备。氢化脱氢工艺能以较低的成本生产 探索将异形Ti粉转化为球形粉末的可行途径。 不同粒度的Ti粉，工艺比较成熟，但粉末的形状不规 2实验 则，流动性很差，不适于近净成形技术的应用【4】。气 雾化方法可以制取球形度较好的Ti粉，但钛元素非常 活泼，并且熔点较高，常规的熔炼技术和设备不能用 w、激光扫描 结设备，c02激光，激光功率从0～700 mm。 于熔炼钛材。目前较为实用的方法是采用高频加热或 速度从0～180mm／s连续可调，激光束直径为O．3 水冷坩锅熔炼钛，然而这2种熔炼技术很难与先进的 钛粉为氢化脱氢方法制备的异形粉末。粒度分布范围 气雾化喷嘴相结合，不能充分发挥先进气雾化技术的 优势：所制取的钛粉粒度较大，加之必须采用比较昂 贵的氩气或氦气作为雾化气体，明显地增加了制备成 熔点为1941K。 本【5】。异形粉末不适于高效的近净成形技术，而气雾 在金属粉末的sLS过程中，产生球化现象的基本 化球形钛粉成本仍太高，因此，极大地限制了粉末冶 趋势为：激光功率(P)越高，扫描速度(矿)越慢， 金Ti件的广泛使用。 成球的直径越大；相反，当激光功率降低。扫描速度 “球化效应”是金属粉末选区激光烧结(sLs)加快，成球的直径就随之下降【l”。也可以用P，矿的比 技术发展初期存在的一个常见现象，即当激光束扫过 值来表示：随P／y提高，球化的趋势增强。这成为指 粉末表面时