【作 者】冉江濤；姜風(fēng)春；陳卓；趙鴻

　　【引 言】

　　激光選區(qū)熔化(SLM)技術(shù)是一種以激光為熱源，基于離散堆積原理層層堆積，近凈成形的金屬增材制造技術(shù)，尤其適用于直接制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)件，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于航空航天、生物醫(yī)療、模具制造等領(lǐng)域[1-3]。預(yù)熱溫度、保護(hù)氣體純度、鋪粉厚度、激光功率、掃描速度、掃描間距等工藝參數(shù)都會(huì)影響SLM成形件的成形質(zhì)量和力學(xué)性能，其中鋪粉厚度、激光功率、掃描速度和掃描間距等工藝參數(shù)的影響更為顯著[4-11]。將激光功率與掃描速度、掃描間距、鋪粉厚度3者乘積的比值定義為SLM成形的能量密度[12]。卓林蓉等[13]，研究發(fā)現(xiàn)，隨著能量密度的增加，SLM成形銅基形狀記憶合金的相對(duì)密度先增大后減小。于彥東等[14]研究發(fā)現(xiàn)，激光功率和掃描速度對(duì)SLM成形Inconel 718合金相對(duì)密度的影響高于能量密度的影響。

　　航空航天零部件的典型特點(diǎn)是形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用傳統(tǒng)制造技術(shù)常常受到刀具和模具形狀的限制，且易造成原料浪費(fèi)。因此，近凈成形SLM技術(shù)在航空航天領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。目前，關(guān)于TA32欽合金的研究主要集中在顯微組織、流變性、超塑性及拉伸變形行為方面[16-18]，關(guān)于工藝參數(shù)對(duì)SLM成形TA32鈦合金的成形質(zhì)量與力學(xué)性能的影響研究鮮有報(bào)道。因此，作者采用SLM技術(shù)，在鋪粉厚度為50um的條件下成形TA32鈦合金，采用單因素試驗(yàn)法研究了激光功率P、掃描速度v、掃描間距L和能量密度對(duì)成形質(zhì)量及硬度的影響規(guī)律，為后續(xù)工藝優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐。

　　【結(jié) 論】

　　(1) SLM成形TA32鈦合金試樣的表面均呈現(xiàn)典型的魚(yú)鱗紋特征，顯微組織主要由原始柱狀俘β晶內(nèi)的針狀α‘馬氏體組成。

　　(2)隨著掃描速度(800~1 200 mm/s)增加，SLM成形TA32鈦合金試樣的表面粗糙度先減小后增大，相對(duì)密度和維氏硬度均逐漸降低；隨著掃描間距(90~130um)增加，試樣的表面粗糙度先減小后增大，相對(duì)密度和維氏硬度均先降低后升高;隨著激光功率(200~400 W)增加，試樣的表面粗糙度先減小后增大，相對(duì)密度和維氏硬度均先升高后降低。

　　(3)綜合考慮表面粗糙度、相對(duì)密度以及維氏硬度，在試驗(yàn)參數(shù)范圍內(nèi)，適用于TA32鈦合金SLM成形的能量密度范圍為45-75 J/mm3。

　　以下是正文：