激光粉末床熔融WC-12Co硬质合金温度场模拟

• 作者: 牛玉玲 李晓峰 赵宇霞 张利 刘斌 白培康
• 来源期刊: 材料工程
• 关键词: 激光粉末床熔融 WC-12Co 有限元 温度场 熔池尺寸
• 年，卷（期）: 2024,（2）
• 页码范围: 50-59
• 页数: 10页
• 语种: 中文

摘要

结合有限元软件ANSYS建立三维有限元热模型，利用APDL命令及生死单元方法实现对高斯热源的施加和WC-12Co硬质合金打印过程的模拟，得到WC-12Co硬质合金在激光粉末床熔融（LPBF）成形过程中的温度场分布，研究不同工艺参数（激光功率、扫描速度）对温度场分布及熔池特征的影响。结果表明：WC-12Co硬质合金在LPBF过程成形时，利用有限元能够有效模拟其成形过程。位于热源前部的等温线比尾部更为密集，温度梯度更大；而扫描路径终端边缘处熔池中心的温度最高。随着激光功率的增大和扫描速度的减小，熔池宽度、深度和长度均相应增大。通过相关实验分析不同工艺参数对晶粒尺寸的影响，发现晶粒尺寸随扫描速度的增加而减小，随激光功率的增加而增大；但过高的激光功率会引起一定的热裂纹现象发生。