316不銹鋼金屬粉末的選擇性激光燒結成形研究.pdf

1、作為快速成形技術的一個重要分支,利用選擇性激光燒結技術燒結金屬粉末成形金屬零件或塊體是20世紀90年代初發(fā)展起來的能直接制造任意幾何形狀的金屬零部件的一項新技術.由于材料和工藝因素的限制,直接用金屬粉末激光燒結制造金屬零件還存在一定不足之處,球化是其中的突出問題之一.球化效應的產(chǎn)生使得燒結線不連續(xù),成形過程難于持續(xù)進行;又導致成形件的內部孔隙增加,成形件強度和密度減小、表面粗糙度增大及尺寸精度降低.本文對316不銹鋼粉末進行了激光燒結實

2、驗,從材料和工藝參數(shù)兩方面入手,初步分析和探討了球化產(chǎn)生機理和影響球化的因素,并在優(yōu)化粉末體系和工藝參數(shù)的基礎上,成功燒結出具有一定形狀、無明顯球化的塊體.在對單組元粒度為45μm的316不銹鋼粉末進行激光燒結的研究中發(fā)現(xiàn),球化現(xiàn)象在較寬廣的工藝條件下表現(xiàn)十分嚴重,成形困難,燒結試樣由較大的球形顆粒構成.球化顆粒尺寸隨掃描速度和粉層厚度(0.25-0.4mm范圍內)的增加而減小;球化顆粒尺寸隨激光功率的增大而增大,但激光功率增大超過50

3、0W時,球化顆粒尺寸則隨功率的增大而有所減小.本文還進行了雙組元45μm與80μm不同粒度316不銹鋼粉末的混合粉末體系和在45μm的316不銹鋼粉末中添加特制的添加劑的激光燒結實驗研究.研究發(fā)現(xiàn),對該雙組元粉末,在750W的激光功率、0.02m/s的掃描速度下,成形出具有較好表面質量、無明顯球化的塊體.研究結果表明,采用顆粒尺寸成雙峰分布的混合粉末體系有助于減小球化傾向.實驗還發(fā)現(xiàn),316不銹鋼粉末的激光燒結對添加劑具有一定的選擇性.

4、選用CuP作為添加劑對改善316不銹鋼粉末的球化沒有明顯作用,燒結結果不是很理想;選用釬劑102作為添加劑,在750W的激光功率、0.02m/s的掃描速度條件下,可以燒結成形出具有一定形狀的塊體試樣,研究發(fā)現(xiàn),球化現(xiàn)象得到明顯抑制,結果表明,對316不銹鋼粉末的激光燒結成形,釬劑102是一種抑制球化的合理添加劑.對以上兩個燒結塊體的微觀組織分析表明,燒結試樣組織以柱狀晶和等軸晶兩種組織形態(tài)交替疊加而成,形成整個燒結件的組織周期性重復出現(xiàn)