通过激光选区烧结(SLS)技术成形了堇青石/碳纤维复合材料初胚,经高温烧结获得了陶瓷试样,研究了陶瓷试样的孔隙率、力学性能和尺寸精度在不同工艺下的变化。结果表明,碳纤维通过烧结颈粘结穿插在堇青石基体中,随着烧结温度的升高,堇青石熔化变形,孔隙率减小。当烧结温度为1350~1400 ℃时,堇青石为μ相,当烧结温度升高至1425 ℃时,堇青石由μ相向α相转变。碳纤维有效增强了初胚的韧性和强度,随着烧结温度的升高,陶瓷试样的抗压强度不断增大,并在1425 ℃时达到最大值5.48 MPa。

选区激光熔化(SLM) 快速成形金属模具,已成为该领域研究和应用的热点。对S136模具钢粉末在较优工艺参数下的SLM成形件进行微观组织及其形成机理研究。分析了测试件与粉末物相组成及受激光功率的影响规律,测定了熔池边界和熔池内部微观性能并分析了存在差异的原因。实验结果表明,SLM成形的S136模具钢试样接近全致密,熔道搭界良好,熔池边界清晰,但仍观察到微孔隙和微裂纹缺陷,在熔池内部和熔池边界及附近微观形貌不同,熔池边界附近呈现柱状晶,熔池内部呈现胞状晶,微观晶粒细小。成形件与粉末物相均由Fe-Cr相和CrFe7C0.45相组成,碳化物相CrFe7C0.45的含量随激光功率的增大而增多,熔池边界的弹性模量和显微硬度比熔池中心低。

利用选区激光熔化(SLM)技术对S136模具钢粉末进行较优成形工艺参数下的块体成形试验, 试验测定了成形件相对致密度, 分析激光能量密度和熔道搭接率对成型致密度的影响规律。实验结果表明, 在激光功率140 W, 扫描速度550 mm/s, 扫描间距0.08 mm时, 相对致密度超过99%; 在最优相对致密度条件下, S136钢SLM成形线能量密度范围为0.255～0.26 J/mm, 熔道搭接率范围为25.77%～27.93%, 相对致密度与体能量密度之间满足关系式d＝-0.001 76×ψ2＋0.559 87ψ＋53.421 92, 并且体能量密度为159.05 J/mm3, 试件相对致密度到达最大值。