铝合金液冷板激光选区熔化快速成形工艺研究

• 作者: 刘梦娜 魏恺文 邓金凤 黄高 钟桥 曾晓雁
• 来源期刊: 激光与光电子学进展
• 关键词: 激光技术 激光选区熔化 铝合金液冷板 成形效率 显微组织 力学性能 最小孔径
• 年，卷（期）: 2021,（13）
• 所属期刊栏目: 激光器与激光光学|Lasers and Laser Optics
• 页码范围: 348-357
• 页数: 10页
• 分类号: TG146.2+1
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/LOP202158.1314002

摘要

铝合金液冷板是航空航天、国防等领域电子设备的重要散热零件,一般具有微细流道和复杂的外形,非常适合采用激光选区熔化(SLM)增材制造技术整体成形.为提升液冷板的整体成形效率,研究了1 kW高功率激光SLM成形铝合金的致密化行为、显微结构、力学性能以及微孔的最小孔径.结果 表明:随着激光体能量密度增加,SLM成形AlSi10Mg试样的致密度先提升后趋于稳定;成形高致密(致密度＞99.5％)试样所需的激光体能量密度为47.6～200 J/mm3;成形试样的显微组织由总体上呈<100>择优取向的α-Al基体和网状共晶Si组成;在晶界强化、固溶强化和第二相强化的共同作用下,成形试样的抗拉强度、屈服强度、延伸率分别达到(433±10) MPa、(267±8)MPa、(5.5±0.5)％,均超过同牌号压铸件;在高功率SLM成形条件下,水平与竖直伸展微孔的最小孔径分别为0.6mm和0.4mm,可以满足大部分微细流道的设计与成形需求.依托基础工艺研究,本文利用高功率SLM技术实现了液冷板局部模拟样件的快速成形,成形效率可达到75.6 cm3/h.