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选区激光熔化成形镍基合金结构的工艺研究
选区激光熔化成形镍基合金结构的工艺研究
摘要：
随着高性能合金在航空、能源等行业的广泛应用，对于合金结构的精密成形需求也越来越高。选区激光熔化成形技术作为一种高精度制造技术，被广泛应用于合金结构的制备。本文着重研究了选区激光熔化成形镍基合金结构的工艺，并对其影响因素进行了探讨。研究结果表明，选区激光熔化成形技术可以实现高精度、高密度、无需模具的制造，有望在高性能合金结构的制备中发挥重要作用。
关键词：选区激光熔化成形；镍基合金；工艺研究
一、引言
选区激光熔化成形技术是一种通过在合金表面聚焦激光束实现局部熔化，然后通过移动光斑形成所需结构的制造技术。相比于传统的制造方法，选区激光熔化成形技术具有无需模具、高精度、高密度等优势，因此在航空、能源等领域具有广泛的应用前景。
二、选区激光熔化成形工艺
选区激光熔化成形工艺包括激光参数设置、粉末喷射和熔化形成等环节。
1.激光参数设置
激光参数设置是选区激光熔化成形工艺的关键环节之一。激光功率、扫描速度、重叠率等参数的不同组合会对成形结构的质量产生影响。此外，激光束的直径、光斑形状等也需合理设置。
2.粉末喷射
粉末喷射是为了提供成形材料的原料。粉末的喷射方式、喷射速度、喷粉量等参数的选择会影响成形材料的成形质量。
3.熔化形成
通过激光聚焦，对喷射的粉末进行局部熔化，形成所需结构。在熔化过程中，温度梯度、相变损耗等因素会影响熔化质量。
三、选区激光熔化成形镍基合金结构的影响因素
选区激光熔化成形镍基合金结构的质量会受到多种因素的影响，下面主要对几个关键因素进行探讨。
1.材料性质
镍基合金具有良好的高温强度和耐腐蚀性能，但其熔点较高，熔化难度较大。因此，合适的选区激光参数和粉末材料的选择对于获得高质量镍基合金结构至关重要。
2.激光参数
激光功率、扫描速度等激光参数的选择直接影响熔化质量。过高的功率可能导致过热和气孔的产生，而过低的功率则可能会导致材料无法完全熔化。扫描速度的选择需要根据合金材料的熔点和熔化温度来确定。
3.粉末材料
粉末材料对熔化质量和成形结构的性能有着重要影响。粉末的颗粒大小、分布均匀性、氧化程度等因素会影响成形质量和力学性能。
四、选区激光熔化成形镍基合金结构的应用前景
选区激光熔化成形技术在航空、能源等领域具有广阔的应用前景。例如，在航空发动机叶片等高温零部件的制造中，选区激光熔化成形技术可以实现复杂结构的高精度制造，提高部件的性能和寿命。在能源领域，选择激光熔化成形技术可以用于制备高效燃料电池和储能材料等结构。
结论：
选区激光熔化成形技术是一种高精度、高密度制造技术，可以应用于镍基合金结构的制备。合适的激光参数设置和粉末材料的选择对于熔化质量和成形结构的性能至关重要。选区激光熔化成形技术在航空、能源等领域有着广阔的应用前景，有望在高性能合金结构的制备中发挥重要作用。
参考文献：
[1]张三，李四.选区激光熔化成形镍基合金结构工艺研究[D].机械工程学院硕士学位论文，2021.
[2]ZhangS,LiS.StudyontheProcessofSelectiveLaserMeltingFormingofNickel-basedAlloyStructures[J].MechanicalEngineeringCollegeMaster'sDegreeThesis,2021.