【摘 要】
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选区激光熔化（Selective Laser Melting,SLM）技术具有快速成形,材料利用率高,细化晶粒等优点,并且能有效避免传统铸造制备Cu-Sn合金时产生的孔隙和夹杂物等缺陷,为开发复杂高性能Cu-Sn合金零件提供了可能,针对具有局部精细结构的零件,现有的整体选区激光熔化制造技术难以兼顾高效率和低成本,制约了其推广应用。因此,SLM工艺与传统加工工艺相结合的复合成形技术兼顾了对复杂结构的
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选区激光熔化（Selective Laser Melting,SLM）技术具有快速成形,材料利用率高,细化晶粒等优点,并且能有效避免传统铸造制备Cu-Sn合金时产生的孔隙和夹杂物等缺陷,为开发复杂高性能Cu-Sn合金零件提供了可能,针对具有局部精细结构的零件,现有的整体选区激光熔化制造技术难以兼顾高效率和低成本,制约了其推广应用。因此,SLM工艺与传统加工工艺相结合的复合成形技术兼顾了对复杂结构的要求以及对时间和成本的控制。本文针对SLM工艺的复合成形技术开展研究。主要研究内容如下:（1）研究了工艺参数对试样致密度及热处理对其微观组织和力学性能的影响。结果表明:当激光功率为195 W、扫描速度为550 mm/s、扫描间距为0.08 mm、层厚为0.02 mm时,CuSn10合金试样致密度达99.8%。SLM成形试样的显微组织包括α-Cu相、亚稳相β’(Cu13.7Sn)和微量的δ相(Cu41Sn11)。随着热处理温度的提高,SLM成形CuSn10试样的抗拉强度、屈服强度呈现下降趋势,而试样延伸率显著增加。经过750℃热处理后延伸率为65.2%,延伸率提升了大约123%,塑性最好。（2）针对304不锈钢/CuSn10双金属复合界面质量和力学性能较差的问题,研究了基板预热温度、基板表面处理和改变工艺参数对复合材料界面的影响。试验结果表明通过增加基板预热温度,提高基板表面粗糙度可以改进界面质量;设计正交试验改变界面处前20层工艺参数对其界面进行优化,对界面进行微观检测及力学性能测试,确定前二十层界面的最优工艺为激光功率为195 W、扫描速度为450 mm/s、扫描间距为0.08 mm。（3）通过对比垂直方向和水平方向两种复合方式,分析得出由于界面存在垂直于界面的树突状裂纹,垂直方向304不锈钢/CuSn10拉伸试样的界面结合强度低于304不锈钢和CuSn10合金;水平组合304不锈钢/CuSn10样品界面处断裂模式为具有脆性沿晶断裂-延展性断裂混合模式,其拉伸强度高于CuSn10合金,低于304不锈钢的拉伸强度。对304不锈钢/CuSn10复合成形界面进行硬度测试,结果显示从304不锈钢侧依次向CuSn10侧打点,硬度从高到低依次下降。（4）通过适当的热处理工艺,不仅能够减小甚至消除材料中的残余应力,还可以对材料的硬度、强度有明显提高。对热处理后拉伸试样进行统计,经过750℃（2h）+500℃（4h）的热处理工艺后拉伸性能提升最大,与未热处理相比,抗拉强度提高了15%,塑性提高了大约38%。
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