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选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)技术是应用最广泛的增材制造技术之一,优化了传统制造耗时又复杂的工艺、降低了产品制造的成本和原材料用度。此外还具有个性化定制和快速响应原型制造的特点。在众多生物医疗材料中,CoCrMo合金表现出优异的耐蚀性、耐磨性和力学性能,特别是优异的生物相容性。但是对SLM成型CoCrMo合金的组织与性能研究还不深入以及热处理对其组织与性能的影响机理尚不清楚。本文采用不同SLM工艺制备了CoCrMo合金试样,测定了致密度和硬度,确定了最优SLM工艺。然后,对最优SLM工艺成型的试样进行了固溶和时效处理。采用OM、SEM、TEM、XRD等手段分析了CoCrMo合金试样的微观组织和相组成,并测定了室温拉伸、压缩、冲击性能和硬度,从而确定出最佳的热处理工艺。最后,用不同工艺的电解抛光和固溶处理来改善最佳SLM工艺成型CoCrMo合金牙冠的表面粗糙度和硬度。主要得到以下结论:(1)在一定范围内,SLM成型CoCrMo合金试样的致密度和硬度随着面能量密度的增大而增大。当激光输入面能量密度J=6 J/mm2(对应于最佳工艺参数为激光功率P=450 W、扫描速度V=1500 mm/s和扫描间距S=0.05 mm),致密度和硬度均达到最大,分别为98.9%和374 HV1。(2)最佳SLM工艺成型的CoCrMo合金试样的熔池主要由晶界为明亮化合物的胞状晶和柱状晶组成,微观组织由大量γ相和少量层片状无热ε-马氏体相组成。室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为1070 MPa、758 MPa和9.0%。拉伸断口呈现较多解理平台和撕裂棱,为典型的准解理断裂。(3)最佳SLM工艺成型的CoCrMo合金试样经1200 ℃固溶后,微观组织由γ相和ε相组成。固溶1h后综合力学性能最佳,其室温抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度分别为985 MPa、639 MPa、18.0%和334 HV1。拉伸断口以解理平台和撕裂棱为主,存在少量韧窝,以解理断裂为主。(4)最佳SLM工艺成型的CoCrMo合金试样经900 ℃时效后,组织由γ相和ε相以及富Cr和Mo的σ颗粒相组成。时效4 h后,其室温抗拉强度、屈服强度和伸长率最高,分别达到1020 MPa、677 MPa和23.0%;时效12 h后硬度最高,为350 HV1。拉伸断口存在解理平台、大量韧窝和韧带,为典型的解理断裂和韧性断裂的混合模式。(5)最优SLM工艺成型CoCrMo合金牙冠经电解抛光后,1#、2#、3#和4#牙冠的粗糙度Ra分别降至1.14 μm、1.25 μm、3.65 μm和3.97 μm,降幅分别为75%、78%、45%和38%。1#和2#牙冠抛光后表面无明显凸起和毛刺,表面光滑平整且具有金属光泽。1#牙冠电解抛光后凸起和凹陷极值差从79 μm降至50μm。(6)最优SLM工艺成型CoCrMo合金牙冠经1200℃固溶10 h后,硬度由SLM态的395 HV1降至345 HV1,降幅达12.7%,达到国际临床植入牙冠的硬度标准。固溶处理促进γ→ε马氏体转变和ε1→ε2+σ固态相变发生。随着固溶时间延长,块状σ相增多且粗化,导致硬度降低。