热等静压消除金属增材制造构件孔隙的研究进展

刘文彬，莫仕栋，谢月光，伍玩秋，裴新军

1.阳江职业技术学院，广东 阳江 529566；2.阳江市天骄家庭用品制造有限公司，广东 阳江 529500

增材制造(或称为3D打印)技术在全球范围内越来越得到广泛关注与重视，在国产运-20和C919等国产大飞机及歼-15、歼-31等新型战斗机系列机载设备的重要核心零部件上应用了该项技术[1-2]，人们期望它在不久的将来能承担起更重要的角色.与传统减材制造相比，增材制造技术拥有独特的优势，如近净成形复杂构件和难加工的超强合金，减少原材料使用、降低生产成本和缩短制造周期，还能完成其它方法无法胜任的点阵、多孔结构制造和大型昂贵的构件快速修补，这为金属和其它材料成形提供了一个良好的选择手段.金属增材制造技术主要有激光选区熔化(Selective Laser Melting, SLM)、电子束熔融(Electron beam melting, EBM)、超声波增材制造(ultrasonic additive manufacturing, UAM)和冷喷涂(cold spray, CS)等多种工艺[3-6].

然而金属在增材成形过程中，复杂的热循环和快速冷却结晶使材料产生很大的残余应力，形成亚稳态组织.受粉末颗粒大小和电子束或激光束的直径等打印参数限制，造成构件表面粗糙，内部会出现或多或少的气孔、未熔化颗粒、隧道裂纹等缺陷，降低了材料的塑性和抗疲劳等性能，限制了它在航空航天、交通、医疗等领域中的应用[7-8].

热等静压(Hot Isostatic Pressing)是一种通过惰性气体作为载体，高温高压下降低材料屈服强度，提高塑性变形和原子扩散能力，消除孔隙、均匀化成分、稳定性能的有效技术.该技术广泛应用在粉末冶……