3D打印用球形钨、钽粉末的等离子球化工艺研究

为获得适用于3D打印的球形难熔金属粉末,采用射频(RF)等离子体炬对不规则形貌的钨粉和钽粉进行球化处理,研究球化工艺参数对钨粉和钽粉球形度、粒度分布、松装密度、流动性、氧含量等理化特性的影响,选用选区激光熔化技术验证球化前后粉末的打印适用性。利用扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)和激光粒度仪(laser particle size analyzer,LPSA)分别表征球化前后钨粉和钽粉的形貌和粒度分布,利用氮氧分析仪检测球化前后钨粉和钽粉氧含量的变化。研究结果表明:随着送粉速率降低,球形粉末的比例不断升高。当钨粉和钽粉的送粉速率分别为6 g/min和10 g/min时,钨粉和钽粉的球化率均超过95%。经等离子体处理后的钨粉和钽粉的粒度分布更集中,粉末的流动性和松装密度均显著提升。

SLM和SEBM成形纯钨组织与缺陷的对比研究

采用选区激光熔化(SLM)和选区电子束熔化(SEBM)技术成形纯钨,对比研究了2种成形方法对纯钨的宏/微观组织和力学性能的影响,利用SEM和EBSD等表征技术,分析了裂纹萌生位置及形成机制。结果表明,通过调控纯钨打印过程的工艺参数,可有效地减少SLM和SEBM成形样品内部的裂纹。SLM和SEBM打印态纯钨的致密度和硬度与输入样品的能量密度呈正比例关系。与SLM相比,SEBM成形时样品内部的温度梯度更低,热应力累积更少,成形后样品中的裂纹更少。SLM打印态样品的内部裂纹多存在于搭接区域,SLM和SEBM制备过程中产生的裂纹均具有沿晶界分布的特征,而且裂纹多萌生于大角度晶界。