冷喷涂/选区激光熔化复合增材制造成形纯铜显微结构与力学性能的研究

邹永鸣,薛宝龙,殷 硕,邱兆国,曾德长,谢迎春

1.爱尔兰都柏林圣三一大学机械制造及生物医学工程学院，爱尔兰都柏林D02 PN40；2.华南理工大学材料科学与工程学院，广东广州510651；3.广东省科学院新材料研究所，广东省现代表面工程技术重点实验室，现代材料表面工程技术国家工程实验室，广东广州510650；4.北京中钞钞券设计制版有限公司，北京100070

铜及铜合金具有优异的导电性、导热性及良好的延展性和可加工性，是制备热交换器、推进装置、轴承、电子连接器等零部件的理想材料，已广泛应用于航空航天、国防军工、工业模具、汽车、电子等多个领域中［1-4］．然而，传统成型方法难以制备形状和结构复杂的零部件，如多孔微结构和随形冷却通道等，这极大地限制了铜及铜合金的进一步应用．

选区激光熔化技术（Selective laser melting，SLM）是基于分层、叠加的理念，利用高能量激光束选择性地、逐层地熔化金属粉末，以制备结构复杂、性能优异的金属零部件的激光增材制造技术［5-7］．目前国内外学者运用SLM成形技术，已经成功地制备出具有复杂结构的铜及铜合金构件［8-11］．尽管如此，铜及铜合金的高热导率（391 W/（m·℃））和易氧化特性，导致SLM成形铜及铜合金过程中熔池的不稳定，进而引起球化现象，最终造成试样的成形精度和力学性能均较低．另一方面，由于铜及铜合金的高激光反射率（约95%），需要降低激光扫描速度或提高激光功率，以获得足够高的激光能量使粉末完全熔化，而过高的激光能量密度不仅……