激光直接快速成形金属材料及零件的研究进展(下)--国内篇.pdf

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1、《激光杂志》2005年第26卷第5期LASERJOURNAL（VoI.26.No.5.2005）1.综合评述.激光直接快速成形金属材料及零件的研究进展（下）———国内篇张凯1，2，刘伟军1，尚晓峰1，2，王天然1(（1.中国科学院沈阳自动化研究所，沈阳110016；)2.中国科学院研究生院，北京100039提要：基于激光熔覆的金属材料直接快速成形技术是目前快速成形领域的研究热点，本文系统介绍了国内外激光熔覆直接快速制造技术成形材料和零件的最新研究进展。研究表明，激光熔覆直接快速成形的金属零件的力学性能与常规加工方法制造出的零件

2、相当，可以满足直接使用要求，具有广阔的发展前景。关键词：金属材料；激光多层（三维）熔覆；直接快速成形中图分类号：TBll5；THl5，TPl3文献标识码：A文章编号：0253-2743（2005）05-000l-03Developmentofresearchondirectlyrapidprototypingofmetalmaterialsandcomponentsbymulti-layercladding1，2，LIUWei-jun1，SHANGXiao-feng1，2，WANGTian-ran1ZHANGKai(1.Chi

3、neseAcademyofSciencesShenyangInstituteofAutomation，Shenyang110016，China；)2.GraduateSchooIoftheChineseAcademyofSciences，Beijing100039，ChinaAbstract：UhenewtechnoIogy，directmyrapidprototypingofmetaIcomponentsbymuIti-IayercIadding，isahottopicintheRP（rapidprototyping）fie

4、Id.TheIauestachievementsofmetaImateriaIsandcomponentsmanufacturedbythenewtechnoIogyaredescribedindetaiIinthispaper，whichshowsthattheas-formedmechanicaIpropertieswereeguivaIenttothoseofconventionaIIyformedmateriaIs，suggestingconsiderabIepotentiaIofthisnewtechnoIogy.K

5、eywords：metaImateriaIs；muIti-IayercIadding；directIyrapidprototyping续机加工的高性能致密金属件（见图4）〔10〕。1国内激光熔覆直接快速成形金属材料及在国家“863”计划支持下，北京有色金属研究总院张永忠等零件的研究进展从1998年开始也开展了基于LENS原理的金属材料激光直接成形工艺相比国外而言，国内在激光熔覆直接成形金属材料零件方面的研究起步较晚。目前越来越多的大学和研究所逐渐意识到该项技术的巨大发展前景，纷纷开展了一些有意义的研究工作，并且逐渐形成规模。1

6、.1基于LENS和DLF原理的成形材料及零件的研究西北工业大学凝固技术国家重点实验室黄卫东教授首先于1995年在快速原型技术的基础上提出了激光立体成形技术的研究思路，并开展了前期的探索性研究〔1〕。1997年，西北工业大学凝固技术国家重点实验室与北京航空工艺研图1Rene95（左）和316L不锈钢（右）柱状晶/等轴晶转变曲线究所联合获得航空基金重点项目的资助，开展了基于LENS原理的金属材料激光直接成形技术研究，针对Rene95、Ni20、Ni35、Ni60、FGH95高温合金以及316L不锈钢等材料进行了系统的研究工作：分析

7、了合金材料激光立体成形过程中的微观组织形成规律，所得到的合金材料的凝固显微组织在整体上都呈现出典型的外延生长特点，各涂层之间为冶金结合〔2〕；系统研究了多元合金熔覆层组织的柱状晶/等轴晶转变规律，运用改进的柱状晶/等轴晶转变模型（简称GTK模图2FGH95涂层顶部（左）中部（中）底部（右）定向凝固单晶组织型）分析计算了316L和Rene95成形件凝固组织的形态（见图1），结果表明，激光多层熔覆实验参数所在的范围对316L不锈钢来说均落在柱状晶生长范围内，未发生柱状晶向等轴晶的转变，而对Rene95合金来说则恰好落在柱状晶/等轴

8、晶转化曲线上，这说明在相同的工艺条件下，Rene95合金比316L不锈钢更易于生成等轴晶组织，模型的预测与实验结果得到了很好的吻合〔3〕；通过激光超高温度梯度实验获得了显著的定向凝固组织，进行了定向凝固显微组织及成分偏析研究，分析了基材晶体取向对激光多层熔覆微观组织的影响，利