选区激光熔化技术钨的缺陷如何弥补?


选区激光熔化技术钨的缺陷如何弥补?


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近期 , 中国科学院重庆绿色智能技术研究院研究者将氧化镧(La2O3)纳米颗粒引入到钨(W)基体中以优化选区激光熔化技术(Selective Laser Melting , SLM)钨的微观结构和性能 , 进而能使所制备的钨零部件的缺陷更少及形状更加丰富 。

作为稀有战略金属的典型代表 , 钨因具有高熔点、高密度、大硬度、高强度、低蒸发速度、耐腐蚀和良好化学稳定性等特点 , 而广泛应用于汽车、医疗、军工、农业、核工业等领域 。 不过 , 也正是由于钨本身的硬度较大 , 导致它加工成形非常困难 。 而且 , 受传统加工技术不成熟的限制 , 所制造出来的钨零件的形状比较单一 , 且存在较多的缺陷如变形、膨胀、裂纹等 。
为了弥补传统加工技术的不足 , 现在有的制造商就开始采用选区激光熔化技术来生产钨制品 。 SLM是金属材料增材制造中的一种主要技术途径 , 工作原理为:选用激光作为能量源 , 按照三维CAD切片模型中规划好的路径在钨粉末床层进行逐层扫描 , 扫描过的钨粉末通过熔化、凝固从而达到冶金结合的效果 , 最终获得模型所设计的钨零件 。 SLM虽然能制造出形状结构更加复杂的钨零部件 , 但是在成形过程中钨也会出现球化、裂纹等问题 。

所以 , 有研究者就将氧化镧颗粒引入到钨基体中形成具有不同La2O3质量分数的W-La2O3复合材料 。 研究表明 , 与纯钨相比 , W-1wt% La2O3和W-2wt% La2O3的平均晶粒尺寸减小了51.3%以上 , 内部缺陷明显减少 。 SLM W-2wt% La2O3样品的显微硬度和抗压强度分别达到455HV和2194MPa 。
【选区激光熔化技术钨的缺陷如何弥补?】该研究工作为提升SLM钨基材料性能及扩大其应用范围提供了新方法 。

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