选择激光熔化(SLM)技术可直接成形复杂结构的金属零件,成为了快速成形制造(RPM)技术中最有前景的技术。但SLM技术的发展时间尚短,国内基于该技术的基础研究还比较少。因此,本文以提高SLM成形零件质量为目的,对成形样件的致密度和力学性能进行了系统研究。研究的具体内容有:(1)单熔道成形规律的研究。以不同的线能量输入密度作为工艺参数,研究单熔道烧结表面质量。结果表明:按烧结表面质量可将其划分为四个区域(未熔化区、部分熔化区、充分熔化区、过熔区)。(2)工艺参数的优化。实验的工艺参数包括旋转角度(α )、铺粉厚度(h)、激光功率(P)、扫描速度(v)以及扫描间距(s)。优化结果为:α=600,h=0.04mm,P=310W,v=960mm/s,s=0.13mm,此时样件的致密度和力学性能最佳。(3)显微组织和断口形貌分析。观察SLM成形零件的表面微观形貌,其组织晶粒细小均匀,韧窝尺寸也均匀细小,这就表明样件力学性能相对较高。综合分析实验结果,能量输入密度φ=P/(vsh)可作为一个统一的参数来研究各工艺参数对样件致密度和力学性能的影响,φ存在一个最优值,此时,样件的致密度和力学性能最佳,当能量输入密度低于或高于该值,样件的致密度、抗拉强度、屈服强度都有所下降,相应的延伸率会小幅度提升。(4) SLM成形零件中冶金缺陷的研究。SLM成形零件内部的冶金缺陷降低其致密度和力学性能。冶金缺陷的形式有孔隙、裂纹、氧化物夹杂以及残余应力等。优化工艺参数,可改善成形零件中存在的冶金缺陷。综合而言,本文的研究结果,为进一步研究SLM成形零件的致密度和力学性能提供理论基础。