激光粉末床熔融成形金刚石增强铝基复合材料

郜文哲; 韩笑; 魏海滨; 路正朕; 张利; 李晓峰

doi:10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2024030002

粉末冶金技术 ›› 2024, Vol. 42 ›› Issue (2) : 122 -127. DOI: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2024030002

激光粉末床熔融成形金刚石增强铝基复合材料

郜文哲, 韩笑, 魏海滨, 路正朕, 张利, 李晓峰

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摘要

添加质量分数3%金刚石颗粒并利用激光粉末床熔融技术制备6061铝基复合材料。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电子密度计、电子式万能试验机对3%金刚石/6061铝基复合材料的微观组织、相对密度和拉伸性能进行了表征与分析。结果表明：金刚石与Al基体反应生成了针状Al₄C₃相，并沉积在α-Al基体上，导致晶界位错密度增加，强度提高，抗失效能力增强。金刚石的添加促使6061铝基体中热裂纹消失，但存在孔洞缺陷。较低的扫描速度增加了激光光斑与被加工材料接触的时间，导致金刚石颗粒部分石墨化，铝基体部分蒸发，进而形成内部缺陷，降低了复合材料的相对密度（97%）。金刚石的加入显著提高了激光粉末床熔融技术成形金刚石/6061铝基复合材料的抗拉强度，当激光功率为350 W、扫描速度为800 mm·s^-1时，复合材料的极限抗拉强度达到最大值244.2 MPa，屈服强度211.6 MPa，伸长率2.1%。