第卷年月第期第一页今庵学玻一添加对激光烧结一金属基复合材料组织和成形性能的影响顾冬冬沈以赴南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京摘要研究了稀土氧化物添加量对激光烧结直接成形一颗粒增强基复合材料的影响结果表明,优化含量,可细化激光烧结组织,提高增强颗粒分散均匀性以及颖粒基体界面结合性能,成形致密度高达理论密度的,显微硬度可达而过量添加全,导致激光成形性能降低讨论了稀土原子对颗粒增强金属基复合材料激光烧结成形的作用机理关扭词直接金属激光烧结,金属基复合材料,一。,中图法分类号,文献标识码文章编号一一一一仰,刀万万幼名戮,二印万召那尹’名,夕拟斥几“,,忍夕哪一召。‘,艺多云,咖即代,葱。凡。忿二几坛坛‘夕硫夕葱。八夕,乞,。钻。,,、乞坛坛坛。·刀。。,一一,一一一,,,全,,一,直接金属激光烧结,是典型的决速成形,技术,能根据零件的计算机辅助设计,模型,利用激光热源直接烧结处于松散状态的粉体材料成形任意形状的高致密度三维零部件,而一般不需要或很少需要热处理强化或二次熔浸等辅助工艺国家自然科学基金委员会一中国工程物理研究院联合基金项目,航空科学荃金项目以及南京航空航天大学科研创新基金项目一资助收到初稿日期一,收到修改稿日期刁一作者简介顾冬冬,男,年生,博士生手段【一工艺的主要优势在于取材广泛、成形灵活以及节约时间和成本’目前,技术正在逐步用于制造金属模具圈、复杂零件原型、梯度功能材料以及航空航天飞行器的关键部件一。硬质合金具有高强度、高硬度及高耐磨性,但其韧性较差纯具有良好的导电性、导热性、耐蚀性及塑性,但其强度较低通过制备一金属基复合材料有望融合两者良好的力学性能和物理性能目前,颗粒增强块体材料通常由传统粉末冶金或铸造工艺制备‘一‘这类方法虽生产效率高、且可获得较为致密的组织,但需要使用造价昂贵的精密模具,故难以适用于小批量的生产以及复杂形状零件的成形’而对于激光制备,目前的研究主要是第期顾冬冬等添加对激光烧结一金属基复合材料组织和成形性能的影响在传统合金表面通过激光熔覆合成金属基复合涂层,以改善其表面耐磨、耐蚀性等,其实质为金属材料表面改性,不涉及块体成形一】而工艺可使用的原材料范围很广,且不受成形件形状的制约,故有望获得其它工艺难以制备的复杂形状块体本文作者先前的工作证实了利用工艺制备一块体的可行性在优化增强体含量的条件下,可获取良好的激光烧结致密度及综合力学性能但同时有研究表明,因涉及复杂的物理冶金和化学冶金过程,若增强体含量过高,激光成形的中增强颗粒易发生团聚,且颗粒基体间易形成显微裂纹,导致成形性能下降稀土元素的电负性很低,具有特殊的化学性质,稀土在金属材料中具有细化晶粒、净化组织和变质的作用,可不同程度地改善材料的诸多性能,如加工性能、表面性能、力学性能和高温性能等,将稀土元素引入颗粒增强激光制备领域,是扩大其应用范围的一个重要方面同时,也有望解决先前研究中涉及的工艺问题但目前,就添加稀土材料对块体激光烧结显微组织和成形性能的影响,相关研究报道尚不多见,对其中涉及的诸多冶金问题仍有待深入探讨本工作中,在初始粉体中配置高质量分数的增强体,同时加入不同含量的稀土氧化物粉末,系统研究了激光烧结试样的物相、组织、成分以及相关力学性能,以探讨稀土材料对颗粒增强激光烧结成形的作用机理实验方法材料实验材料包括种粉末组分纯度为的电解铜粉,树枝状外形,平均粒度为拼亚微米级质量分数,复合粉末,不规则外形,平均粒度为户稀土氧化物粉末,不规则外形,平均粒度为拼一。复合粉末采用“雾化干燥结合固定床技术”制备,工艺流程包括雾化干燥前躯体溶液偏钨酸按和硝酸钻溶液,焙烧、球磨、还原及碳化如表所示,将种粉末按种不同质量比配置,并置于一单罐行星式高能球磨机中加以混合氢气保护,球为球磨介质,球料比为,转速为,球磨时’为工艺激光烧结快速成形系统主要包括快轴流连续入拼激光,最大输出功率为,功率密度呈分布,且功率连续可调自动铺粉装置用于工艺控制的计算机系统激光烧结过程中,铺粉滚筒在成形缸的基板上均匀铺放厚度为的粉层,激光束按图中箭头所示的扫描轨迹烧结粉层某一区域,以形成零件的一个水平方向二维截...
