Определение оптимальных параметров селективного лазерного сплавления титанового сплава TiAl6V4 углекислотным лазером

Аннотация

Один из наиболее часто применяемых сплавов в аддитивных технологиях – титановый сплав TiAl6V4. В последние годы большое количество работ посвящалось исследованию селективного лазерного сплавления данного сплава при использовании оптоволоконного лазера. В данной работе исследовались режимы SLM с применением углекислотного лазера. Для исследования влияния параметров селективного лазерного сплавления на пористость получаемого материала использовалась установка SINTERSTATION® Pro DM125 SLM System. Образцы выращивались в инертной атмосфере (содержание кислорода в рабочей камере составляло 500 ppm). В работе использовался порошок титанового сплава с размером частиц от 20 мкм до 63 мкм, средним размером частиц – 44 мкм, средней сферичностью по параметру ISO Roundness – 63,74 %. С использованием девяти различных режимов сплавления были изготовлены образцы кубической формы.

Пористость определялась методом исследования шлифа на оптическом микроскопе (изготавливались 2 шлифа: совпадающий с направлением выращивания образца и перпендикулярный направлению выращивания). Все полученные образцы имеют плотную структуру и удовлетворительное качество поверхности. Наибольшую пористость (22,6 %) имеет образец, для сплавления которого использовалась мощность лазера – 100 Вт, время выдержки лазера в координате – 50 мкс (поры в данном случае имеют неправильную форму и большой размер). Наименьшую пористость (0,5 %) имеет образец, для сплавления которого использовалась мощность лазера – 200 Вт, время выдержки лазера в координате – 150 мкс (поры в данном случае имеют сферическую форму и меньшие размеры).