粉末性能对3D打印18Ni300模具钢性能的影响

利用3D打印(选区激光熔化成型工艺)制备了高致密度的18Ni300模具钢成型件,研究了粉末粒度及分布、松装密度对成型件致密度和力学性能的影响。采用排水法测量了成型件的致密度,使用金相显微镜、扫描电子显微镜、夏比摆锤冲击试验机和万能试验机等观察了金相组织和断口形貌,测量了成型件的力学性能。结果表明:在激光功率80 W、铺粉层厚20μm、扫描速度1600 mm?s^(-1)、扫描间距0.03 mm的3D打印参数条件下,粉末松装密度基本一致时,粉末粒度越小,成型件的致密度和综合力学性能越高;若中位径D_(50)和松装密度都接近,粗粉含量少、分布窄的粉末成型后致密度更高;在粉末中位径D_(50)基本一致的情况下,粉末松装密度越高,成型件致密度和力学性能越高;粉末粒度对成型件致密度的影响大于松装密度的影响。实验使用的5种粉中,试样A粉的中位径为22.37μm、松装密度为4.14 g·cm^(-3),3D打印成型件致密度最高、力学性能最好,致密度为99.867%,抗拉强度1219 MPa,延伸率15.5%,冲击吸收能量59 J。