TiB2/AlSi10Mg激光选区熔化成形工艺研究

陈帅，刘建光，王卫东，路劲超，路新，张嘉振，牛康民

增材制造

TiB2/AlSi10Mg激光选区熔化成形工艺研究

陈帅1,2，刘建光2,3，王卫东2,3，路劲超1，路新1，张嘉振2,3，牛康民1

（1. 北京科技大学，北京 100083；2. 中国商飞北京民用飞机技术研究中心，北京 102211； 3. 民用飞机结构与复合材料北京市重点实验室，北京 102211）

针对TiB2/AlSi10Mg开展激光选区熔化成形研究，获得工艺参数影响规律并优化工艺参数。采用正交试验法设计三因素四水平正交试验，进行TiB2/AlSi10Mg激光选区熔化成形，分别研究激光功率、扫描速度、扫描间距等3种工艺参数对TiB2/AlSi10Mg致密度和硬度的影响规律，分析激光能量密度对铝合金内部缺陷的影响，并且研究时效时间对材料硬度的影响。TiB2/AlSi10Mg激光选区熔化成形的最佳工艺参数：激光功率为280 W，扫描速度为1400 mm/s，扫描间距为90 µm，层厚为30 µm时，得到的材料致密度为99.7%，时效处理后的硬度为151HV。工艺参数对于SLM成形TiB2/AlSi10Mg致密度的影响顺序为扫描间距>激光功率>扫描速度，对于硬度的影响顺序为扫描间距>扫描速度>激光功率；扫描间距对于致密度和硬度的影响程度均最大。

激光选区熔化；TiB2/AlSi10Mg；工艺参数优化；正交试验方法

激光选区熔化技术可实现复杂形状零件的成形，已成为目前应用最为广泛的增材制造技术[1—2]。铝合金广泛应用于航天航空、汽车交通等领域，铝合金增材制造技术具有广阔的应用前景。铝合金激光选区成形过程存在较多难点，例如，由于铝合金具有较高的导热率以及对激光有较高的反射率，在成形中需要输入较高的单位体积能量，成形过程中部分元素容易挥发，铝合金粉末的流动性较差，铺粉时易产生团聚，以及成形过程中容易出现气孔、裂纹等缺陷[3—5]。如何提高……