718HH塑料模具钢的粉末特性及其激光选区熔化成形性能

为了研制选区激光熔化技术成形低成本高性能模具钢零部件,采用真空气雾化技术制备了激光选区熔化成形用718HH塑料模具钢粉末,利用激光粒度分析仪、扫描电镜、霍尔流速计及智能粉体性能测试仪检测了粉末的粒度、形貌和流动性,并研究了该模具钢粉末的SLM成形件的力学性能。结果表明:实验粉末的D_(10)、D_(50)、D_(90)粒度分别为:27.83、43.52、69.09μm;大部分粉末呈球形或近球形,粉末的流动性为18.44 s/50 g,松装密度为4.16 g/cm~3,振实密度为4.75 g/cm~3,压缩度为12.4%。实验粉末的流动性很好,适用于激光选区熔化成形。成形件的抗拉强度为1 392 MPa,屈服强度为1 257 MPa,冲击韧性为15.3 J,硬度和韧性均高于国产718HH塑料模具钢试样。

扫描速率对SLM成形718HH模具钢成形性的影响

利用选区激光熔化成形技术于激光扫描速度800~1100 mm/s范围内制备了718HH塑料模具钢试样。采用光学显微镜、扫描电镜和半自动显微硬度计研究了激光扫描速率对选区激光熔化成形718HH塑料模具钢试样成形质量、显微组织和显微硬度的影响规律。研究表明,随着扫描速率的增加,成形件内部孔洞的数量增多、尺寸变大,且侧表面边界出现不同程度的裂纹;腐蚀后的成形件,其组织主要由马氏体组成,侧表面可以观察到典型的熔池形貌,且随着扫描速率的增大,熔池分布越来越不均匀;成形件具有较高的显微硬度,由于晶粒尺寸、残余应力以及孔洞裂纹等缺陷的综合影响,成形件的平均显微硬度随着扫描速率的增加呈现先升高后降低的趋势。当扫描速率为800 mm/s时,成形件内部几乎没有孔洞和裂纹等缺陷,成形组织致密,且具有良好的显微硬度,适用于718HH模具钢的选区激光熔化成形。