新聞資訊
News
激光沉積制造（LDM）是一種自由形式的金屬沉積工藝，該技術有著許多優點，也有一些問題，其中最關鍵的問題之一是生產的工件表面質量很差，需要進行后加工。傳統的加工方法，如銑削和磨削，已被用來改善LDM部件的表面質量。然而，這些方法都存在一些缺點，如刀具磨損和狹窄區域難以加工等等。 中國科學院寧波材料技術與工程研究所的研究者們采用連續激光和脈沖激光對LDM生產的TiAl合金試樣進行表面拋光，研究了兩種拋光工藝在表面形貌、顯微組織、耐蝕性、顯微硬度和耐磨性等方面的差異。 激光參數如下表所示：
圖1、2分別為連續激光和脈沖激光拋光TiAl的表面粗糙度圖。
經過拋光，TiAl制件表面的粗糙度顯著降低，連續激光拋光能夠將原始16.06μm的粗糙度降到1.76μm。從圖2可以看出，脈沖激光拋光也能夠降低表面粗糙度，但是由于脈沖激光的能量密度較低，形成的熔池也較淺，試樣表面的冷卻速度比內部快，導致表面出現裂紋。
從圖中可以看到，連續激光拋光后硬度有了明顯提高，硬度從初始364.3HV提升到了388.6HV，提升了8%左右。這是由于連續激光拋光后，拋光表面形成了α2-Ti3Al，α2-Ti3Al為密排六方結構，而γTiAl為面心立方結構，所以硬度提升了。而脈沖激光拋光后試樣表面存在裂紋，且再熔層深度較小，所以式樣的顯微硬度沒有增加特別明顯。 除了硬度外，文章中還對拋光后的耐磨性和耐蝕性進行了測試，發現連續激光拋光后這些性能都有了較大的提高，而脈沖激光由于裂紋的存在，性能反而下降。本文對LDM成型的TiAl制件進行了連續激光拋光和脈沖激光拋光的對比研究和測試，為增材制造件的激光拋光方式選擇提供了參考。
參考文獻：
[1]XU Z, OUYANG W, LIU Y, et al. Effects of laser polishing on surface morphology and mechanical properties of additive manufactured TiAl components [J]. Journal of Manufacturing Processes, 2021, 65: 51-9.
圖1、2分別為連續激光和脈沖激光拋光TiAl的表面粗糙度圖。
圖1 連續激光拋光TiAl的表面粗糙度圖
圖2 脈沖激光拋光TiAl的表面粗糙度圖
經過拋光，TiAl制件表面的粗糙度顯著降低，連續激光拋光能夠將原始16.06μm的粗糙度降到1.76μm。從圖2可以看出，脈沖激光拋光也能夠降低表面粗糙度，但是由于脈沖激光的能量密度較低，形成的熔池也較淺，試樣表面的冷卻速度比內部快，導致表面出現裂紋。
圖3 TiAl合金拋光前后的顯微硬度分布圖
從圖中可以看到，連續激光拋光后硬度有了明顯提高，硬度從初始364.3HV提升到了388.6HV，提升了8%左右。這是由于連續激光拋光后，拋光表面形成了α2-Ti3Al，α2-Ti3Al為密排六方結構，而γTiAl為面心立方結構，所以硬度提升了。而脈沖激光拋光后試樣表面存在裂紋，且再熔層深度較小，所以式樣的顯微硬度沒有增加特別明顯。 除了硬度外，文章中還對拋光后的耐磨性和耐蝕性進行了測試，發現連續激光拋光后這些性能都有了較大的提高，而脈沖激光由于裂紋的存在，性能反而下降。本文對LDM成型的TiAl制件進行了連續激光拋光和脈沖激光拋光的對比研究和測試，為增材制造件的激光拋光方式選擇提供了參考。
參考文獻：
[1]XU Z, OUYANG W, LIU Y, et al. Effects of laser polishing on surface morphology and mechanical properties of additive manufactured TiAl components [J]. Journal of Manufacturing Processes, 2021, 65: 51-9.
山東省煙臺市經濟技術開發區青島大街1號
電話：0535-6971326
© 2017 山東創瑞激光科技有限公司 | 備案號： 魯ICP備17032457號-1 魯公網安備 37069302000203號