鎢（W）作為最高熔點(diǎn)的難熔金屬，具有許多獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，包括高密度，高導(dǎo)熱率，高再結(jié)晶溫度，低熱膨脹，以及室溫和高溫下的高強(qiáng)度和硬度，因此鎢已廣泛應(yīng)用于航空航天、核工業(yè)、軍工等。通常，很難通過傳統(tǒng)制造方法來制備形狀比較復(fù)雜的零部件，選擇性激光熔化（SLM）在制備復(fù)雜形狀的零件方面具有生產(chǎn)靈活性，在工業(yè)應(yīng)用上具有極大的潛力［1］。

Chaolin Tan等［2］研究發(fā)現(xiàn)激光線能量密度（η）對(duì)SLM試樣的燒結(jié)成形性、密度和力學(xué)性能有顯著影響。圖1（a）－（f）顯示了從不同線能量密度生產(chǎn)的樣品的水平橫截面中取得的代表性圖像。在η在0．5－3．7J ／ mm范圍內(nèi)，η3 = 0．667J ／ mm表現(xiàn)出更好的燒結(jié)成形性和性能。用η3產(chǎn)生的樣本達(dá)到最高密度為19．01±0．02g ／ cm 3

圖1顯示由不同線性能量（J ／ mm）SlM生產(chǎn)的純鎢的水平橫截面中孔隙的光學(xué)顯微照片：（ a）η1= 0．500，（b）η2= 0．625，（c）η3= 0．667，（d）η4= 0．750，（e）η5= 0．833，（f）η6= 1．000； （g）阿基米德密度和實(shí)際密度

圖2說明了激光線能量密度對(duì)顯微硬度的影響。樣品的顯微硬度約為445－467 HV0．05。η5試樣的硬度最大，η3和η5試樣的硬度均超過460 HV 0．05。與傳統(tǒng)方法處理的鎢（通常320－400HV）相比，經(jīng)過SLM制備的鎢樣品顯示出優(yōu)異的硬度。原因如下：SLM制備的鎢中的殘余應(yīng)力比較大，在沒有大量裂縫或孔隙的高密度化的前提下，SLM加工零件中合理水平的殘余應(yīng)力可能引起位錯(cuò)強(qiáng)化和硬度增強(qiáng)。

圖2激光線能量密度對(duì)SLM制備純鎢顯微硬度的影響

研究結(jié)果表明，激光加工參數(shù)的優(yōu)化可以有效提高SLM生產(chǎn)零件的性能和密度。這項(xiàng)研究為我們提供了關(guān)于難熔金屬在增材制造中應(yīng)用的新認(rèn)識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

Xuhui Zi， Chao Chen ， Xiaojun Wang， Pengwei Wang， Xiaoyong Zhang，et al． Spheroidisation of tungsten powder by radio frequency plasma for selective laser melting， Materials Science and Technology · December 2017．

Chaolin Tan， Kesong Zhou， Wenyou Ma， Bonnie Attard， et al． selective laser melting of high－performance pure tungsten： parameter design， densification behavior and mechanical properties， science and Technology of Advanced Materials， 19：1， 370－380

（作者：王興理想 張航）