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平台预热与热处理策略对选区激光熔化AlSi10Mg合金性能的影响
摘要： 采用选择性激光熔化工艺，分别使用热平台与冷平台对AlSi10Mg合金进行加工。本研究旨在根据其特有的微观结构特征，确定合适的平台预热及后处理热处理策略。通过微观结构分析、差示扫描量热法以及同步辐射高分辨率衍射表明：冷平台直接成型的试样中，过饱和硅含量高于热平台试样。冷平台打印合金经直接时效处理后可获得最佳硬度和拉伸性能。热平台工艺因长时间高温加工导致成型试样已产生显著过时效效应，从而降低了时效响应能力。最终，采用标准T6热处理（后处理固溶退火+人工时效）虽能提升延展性，但会降低力学强度。
关键词： 加工温度，AlSi10Mg合金，时效处理，选择性激光熔化
更新于2025-11-21 11:18:25
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利用计算机断层扫描数据预测选区激光熔化制造的AlSi10Mg合金的疲劳寿命
摘要： 提出一种建模策略，通过以下步骤评估缺陷形貌对增材制造铝合金疲劳极限的影响：(i)获取材料的X射线显微计算机断层扫描(μ-CT)三维图像；(ii)计算每个独立孔隙的等效惯性椭圆；(iii)采用DSG方法建模缺陷对疲劳极限的影响；(iv)三维映射各独立缺陷的临界性。本疲劳研究采用次优沉积参数通过选择性激光熔化制备AlSi10Mg合金，以产生大尺寸未熔合缺陷。经T6热处理后，对加载轴平行或垂直于增材制造设备Z轴的试样进行R=-1的拉压疲劳试验。选取两个试样在μ-CT测试前进行表征以确定初始三维缺陷群特征。通过逐步加载疲劳试验测定各试样疲劳极限，随后用扫描电子显微镜(SEM)仔细观察断口以识别初始μ-CT图像中的临界缺陷。与疲劳试验结果对比得出以下结论：(i)当缺陷最长轴垂直于载荷轴时，将缺陷建模为等效惯性长椭球比简单等效球体更准确（疲劳极限误差5% vs 22%）；(ii)当缺陷最长轴沿载荷轴方向时，长椭球模型不适用，应改用扁椭球模型；(iii)复杂三维缺陷的"尺寸"概念应与惯性矩和载荷相关联；(iv)该分析表明表面缺陷比内部缺陷对疲劳寿命影响更显著；(v)可绘制全试样三维缺陷临界性图谱，直观显示对疲劳寿命最关键的缺陷位置。
关键词： AlSi10Mg合金、缺陷形貌、选择性激光熔化、疲劳寿命、计算机断层扫描
更新于2025-09-19 17:13:59
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AlSi10Mg合金激光熔覆过程中的热行为与微观组织演变建模
摘要： 针对AlSi10Mg合金激光熔覆过程中的热行为与微观组织演变，提出了一种改进的三维有限元模型。通过实验与理论计算区分了AlSi10Mg粉末与合金的材料特性差异，为模拟提供了更可靠的参数依据。为研究熔覆层形成过程中的熔凝行为，建立了温度筛选判定机制以模拟粉末从粉态到熔融态再到合金态的演变过程。此外，针对粉末颗粒及其间隙的复杂热行为，采用简化指数衰减模型对热源进行修正。多道熔覆过程中采用考虑重熔区两侧材料特性与激光吸收率差异的复杂非对称热源。通过模拟熔池温度分布，该改进有限元模型可预测熔覆层几何形貌（忽略熔体流动影响）及温度历程。模拟结果表明：多道熔覆时非对称热源导致热量向未熔粉末扩散，使熔覆层沿宽度方向呈现不对称性。基于温度场模拟结果与AlSi10Mg粉末凝固特性，通过研究温度梯度(G)、凝固生长速率(R)、冷却速率(G*R)及G/R比值，预测了不同激光扫描参数下的凝固组织形貌与尺寸。扫描速度主要决定激光熔覆过程的冷却速率，进而影响组织形态——较高扫描速度产生更高冷却速率对应更细密组织。熔池底部形成粗大树枝晶，顶部则生成细小树枝晶。
关键词： 模拟、微观组织演变、AlSi10Mg合金、激光熔覆、热行为
更新于2025-09-16 10:30:52
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选择性激光熔化3D打印AlSi10Mg工件的化学镀银表面处理
摘要： 增材制造选区激光熔化（AM-SLM）部件通常需要打印后涂层。本研究提出了一种针对AM-SLM AlSi10Mg部件化学镀银表面处理的方法。该涂层可作为古董复制品的装饰膜使用。为此，首次在AlSi10Mg打印的圆盘状试样和硬币上沉积银层，使其外观接近原文物。镀银过程分别采用和未采用促进粘附的硅烷自组装单分子层。通过尺寸与质量测量、起球测试、光学显微镜、光学轮廓仪、SEM-EDS检测、XRD分析及FIB-SEM技术对镀层样品进行表征。结果显示银层质量良好且外观令人满意。随着银层厚度增加，镀层试样的粗糙度略有降低。该开发涂层可适用于多种场景，包括博物馆展览中的硬币打印复制品。
关键词： 表面涂层，选择性激光熔化，增材制造，AlSi10Mg合金，宏观与微观结构，化学镀银
更新于2025-09-16 10:30:52
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AlSi10Mg激光熔化过程中的飞溅形成及其对粉末质量的影响
摘要： 激光束熔化（LBM）的成本和资源效率高度依赖于粉末回收流程。未固化的粉末可通过筛分在后续构建周期中重复使用。但由于质量顾虑，粉末回收并未普遍实施。其中一个可能损害粉末质量的因素是在熔化过程中形成并混入的飞溅颗粒。本文针对AlSi10Mg合金LBM过程中产生的飞溅颗粒，从几何特性（尺寸、形貌）、化学特性（合金成分、氧含量、氧化层厚度）及质量等方面进行表征。通过两种分离方法在加工过程中收集飞溅颗粒，根据其形成机制可区分三种类型。研究发现飞溅颗粒在氧化层厚度和粒径方面存在显著差异。筛分可分离相当比例的飞溅颗粒，但仍有部分飞溅颗?；峄烊牖厥辗勰┲?。
关键词： 激光束熔化、AlSi10Mg合金、粉末回收、粉末质量、粉末床熔融、粉末再利用、增材制造、可重复使用性、氧化、飞溅
更新于2025-09-12 10:27:22
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选择性激光熔化（SLM）制备的AlSi10Mg铝基合金的激光焊接
摘要： 增材制造能够生产传统方法无法实现的复杂高度集成部件。在许多应用中，增材制造的部件可能只是整体中的一小部分，因此为打印件寻找合适的连接方法变得日益重要。本研究旨在探究无填充材料的AlSi10Mg打印材料的激光焊接性能。焊接实验采用Yb:YAG碟片激光器，波长1030纳米，工件表面最大输出功率4千瓦。AlSi10Mg是选择性激光熔融技术生产部件中广泛使用的材料，具有优异的耐腐蚀性、良好的导电性和卓越的导热性。实践证明该材料比钢材更易于打印，因此在原型制造领域也很受欢迎。焊接测试表明，无填充材料的激光焊接适用于AlSi10Mg材料，其焊缝静态强度与基材相比表现良好。不过由于成分特性，AlSi10Mg在焊接时仍存在一定挑战性。
关键词： 选择性激光熔化（SLM）、AlSi10Mg合金、Yb:YAG碟片激光器、激光焊接、增材制造（AM）
更新于2025-09-12 10:27:22
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选区激光熔化（SLM）制备的AlSi10Mg零件激光辅助表面热处理技术
摘要： 采用选择性激光熔化（SLM）方法制造的金属零件如今应用广泛，因此不同应用场景对表面质量的要求也各不相同。与其他精加工阶段类似，打印金属件的表面处理通常仍依赖人工操作，因而耗时极长。本研究聚焦于使用圆盘激光设备（波长1030nm）对SLM打印的AlSi10Mg铝试样进行表面激光热处理。研究目标是通过机器人化激光热处理设备实现铝材表面质量的预期效果，以此证明所用精加工方法可实现自动化或机器人化操作。研究表明：通过精确调控激光参数，采用机器人化工艺能在AlSi10Mg铝件表面生成预期的效果与特征。
关键词： 选择性激光熔化（SLM）、激光成形、AlSi10Mg合金、增材制造（AM）
更新于2025-09-12 10:27:22
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表面和亚表面缺陷对激光粉末床熔融（L-PBF）工艺制备的AlSi10Mg合金疲劳行为的影响
摘要： 研究了采用激光粉末床熔融（L-PBF）工艺制备的AlSi10Mg合金经不同表面精加工处理后的疲劳行为，重点关注表面残余缺陷及主导疲劳失效机制。粗糙度测量与定性表面形貌分析表明，振动光饰及机加工后抛光处理的试样表面光滑。疲劳性能并非直接与表面粗糙度相关，而是取决于精加工表面残留的侵入体。断口分析显示，裂纹萌生于表面孔隙、未熔合粉末或飞溅物（这些均为典型L-PBF缺陷），表现为单裂纹或多裂纹形核。通过大幅去除表层及亚表层缺陷，机加工抛光试样获得了195 MPa的疲劳极限。
关键词： 表面纹理、激光粉末床熔融、AlSi10Mg合金、表面精加工、疲劳强度
更新于2025-09-11 14:15:04
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选区激光熔化制备的AlSi10Mg合金磁力研磨加工研究
摘要： 选择性激光熔化（SLM）技术在当今制造业中发挥着日益重要的作用。然而，SLM试样的表面质量相对较差，无法直接应用于工业生产。因此，本文重点研究SLM AlSi10Mg合金的后处理工艺。首先采用磨削工艺（GP）进行粗加工，随后使用磁性磨料精整加工（MAF）进行精加工。实验结果表明，GP与MAF的组合能有效降低表面粗糙度并提升SLM AlSi10Mg合金的表面质量。磨削工艺使表面粗糙度从SLM成型后的7μm降至约0.6μm，具有球状体和凹坑等缺陷的粗糙表面演变为带有划痕和孔隙的精细表面。磁性磨料精整加工将表面粗糙度最低降至0.155μm，从而获得优异的表面形貌。磨削后的表面硬度较高，而磁性磨料精整加工降低了磨削表面的硬度。
关键词： 磨削工艺、硬度、AlSi10Mg合金、选择性激光熔化、表面粗糙度、磁力研磨加工
更新于2025-09-11 14:15:04