稀土改性高强铝微桁架激光增材制造工艺调控

作者：顾冬冬^*; 张晗; **; 杨碧琦

来源：航空学报, 2021, 42(10): 454-466.

• 激光增材制造
• 选区激光熔化
• 铝镁钪锆合金
• 微桁架点阵结构
• 成形质量

微桁架夹芯板点阵轻量化结构在航空航天领域有重要应用,选区激光熔化(SLM)增材制造技术可克服传统工艺局限性,高质量一体化成形复杂点阵结构。以稀土Sc改性高强Al-Mg合金为对象,采用SLM工艺对其进行工艺优化试验,并基于优化结果对微桁架夹芯板开展一体化成形工艺调控研究。研究结果表明:SLM成形Al-Mg-Sc-Zr合金表面质量、冶金缺陷等随激光参数发生显著变化,在激光功率400W、扫描速度800mm/s的条件下获得较高表面质量(粗糙度为13.2μm)及致密度(相对密度为99.5%)。当扫描速度较低时试件熔池底部形成一次Al3Sc析出相,而当扫描速度过高时因凝固速度过快析出相减少,导致试件显微硬度降低。在优化工艺区间内,随激光扫描速度增加SLM成形AlMg-Sc-Zr微桁架夹芯板粘粉比例下降,构件质量随之减轻;水平方向构件尺寸精度、桁架微杆成形精度均随扫描速度增加而增加。

• 单位
  上海卫星装备研究所; 南京航空航天大学