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摘要
针对铝基复合材料高效率、低成本增材制造，提出了铝合金熔滴复合电弧沉积同步颗粒强化增材制造新方法。实验研究中，以倾斜变极性电弧为热源，2024铝合金为基体材料，球形WC颗粒为增强相。成形过程中，由熔滴发生系统产生的铝合金熔滴，竖直落入倾斜电弧产生的熔池，与此同时WC颗粒以气载粉的方式送入熔池后沿，并随着电弧和基板的相对运动分散在铝合金基体中。单道多层沉积实验结果表明，送粉位姿、载气流量和WC颗粒直径均对WCP/Al沉积过程影响显著。保持送粉方向平行于钨针轴线，且粉末流汇聚于熔池后沿时，有利于在沉积过程中保持电弧形态的稳定并获得较高的颗粒植入比例。金相分析显示，WCP/Al沉积层内WC颗粒分布总体均匀，且颗粒与基体结合可靠；WC颗粒的存在会抑制柱状晶的生长，并且当WC颗粒直径小于40μm时，具有显著的晶粒细化效果。
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单位西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室
