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选区激光熔化成形Cu-Ag-Zr合金致密化行为及其组织性能研究OA

Research on the Densification Behavior and Microstructural Properties of Cu-Ag-Zr Alloy Fabricated by Selective Laser Melting

中文摘要英文摘要

随着工业快速发展,选区激光熔化(selective laser melting,SLM)成为航空、航天、军工等领域高强高导铜合金复杂零部件成形的重要技术手段.针对高导热/高光反射性Cu-Ag-Zr合金难以实现SLM高致密成形的加工难题,本文通过正交实验优化工艺参数,结合重熔工艺实现了合金高致密成形.系统分析了激光功率、扫描速度及扫描间距对Cu-Ag-Zr粉末SLM成形致密化行为、微观组织、硬度和热导率的影响.在特定粉末粒径(20~53 µm)、重熔工艺以及激光功率为420~500 W,体积能量密度约为300 J/mm3的SLM参数组合下,充足的激光能量输入显著改善了微观熔池分布,有效减少了未熔合孔隙,同时SLM过程特有的快速凝固使合金元素均匀分布,可制备出相对密度达99.87%的合金块体,其打印面存在<001>//BD织构.优化制备的Cu-Ag-Zr合金显微硬度达122.6 HV0.5,热导率达252 W/(m·K).

With rapid industrial development,selective laser melting(SLM)has emerged as a critical manufacturing technique for forming complex components made of high-strength,high-thermal-conductivity copper alloys in the aerospace,aviation,and defense sectors.To address the processing challenge of achieving high-density SLM for highly thermally conductive/highly light-reflective Cu-Ag-Zr alloys,orthogonal experiments were employed to optimize the process parameters and combine remelting techniques to realize high-density alloy formation.The effects of the laser power,scanning speed,and hatch spacing on the densification behavior,microstructure,hardness,and thermal conductivity of the SLM-processed Cu-Ag-Zr powder were systematically investigated.Under a specific powder size range(20~53 μm),with remelting applied,and within a laser power range of 420~500 W and a volumetric energy density of approximately 300 J/mm3,sufficient laser energy input significantly improves the distribution of melt pools and effectively reduces the lack of fusion pores.Moreover,the characteristic rapid solidification of SLM promotes a uniform distribution of alloying elements,resulting in a relatively dense bulk alloy with a relative density of 99.87%.A pronounced<001>//BD texture is observed on the printed surface.The optimized Cu-Ag-Zr alloy has a microhardness of 122.6 HV0.5 and a thermal conductivity of 252 W/(m·K).

杨成淑瑜;梁力文;方世民;汤超越;刘树义;徐佳程;郭岳;姚磊;张浩;郑永健;黄波;邱子翔;王海轩;杨阳;黄其忠

上海大学材料科学与工程学院,上海 200072||中国科学院宁波材料技术与工程研究所,浙江宁波 315201中国科学院宁波材料技术与工程研究所,浙江宁波 315201中国科学院宁波材料技术与工程研究所,浙江宁波 315201中国科学院宁波材料技术与工程研究所,浙江宁波 315201中国科学院宁波材料技术与工程研究所,浙江宁波 315201宁波中科祥龙轻量化科技有限公司,浙江宁波 315336北京宇航系统工程研究所,北京 100076中国核动力研究设计院,四川成都 610213中国科学院宁波材料技术与工程研究所,浙江宁波 315201中国科学院宁波材料技术与工程研究所,浙江宁波 315201上海大学材料科学与工程学院,上海 200072中国科学院宁波材料技术与工程研究所,浙江宁波 315201中国科学院宁波材料技术与工程研究所,浙江宁波 315201中国科学院宁波材料技术与工程研究所,浙江宁波 315201中国科学院宁波材料技术与工程研究所,浙江宁波 315201

矿业与冶金

Cu-Ag-Zr合金选区激光熔化近红外激光孔隙微观组织显微硬度

Cu-Ag-Zr alloyselective laser meltingnear-infrared laserporesmicrostructuremicrohardness

《铸造技术》 2026 (2)

141-152,12

重点新材料研发及应用国家科技重大专项(2025ZD0609200)中国科学院国际伙伴计划(181GJHZ2023132MI)国家重点研发计划(2023YFB4605604)浙江省"领雁"项目(2024C01121)甬江人才工程科技创新领域青年项目(2021A-112-G,2022A-202-G)"3315计划"C类创新团队(2020A-27-C)

10.16410/j.issn1000-8365.2026.5260

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