科研进展

激光选区熔化3D打印技术分层制备微纳跨尺度WC/Al 7075合金

激光选区熔化(SLM)增材制造(3D打印)是一种数字化、短流程、近终形、高能效的先进制造技术,可实现复杂金属结构件的一体化快速成形,目前已成为国内外先进制造和新材料领域的研究热点。7075是一种高强高性能铝合金,已广泛应用于航空航天、模具等领域,激光选区熔化技术逐渐成为7075高强铝合金复杂结构件快速制造的新途径,但其制备时存在明显的热裂纹现象,成为限制其大规模推广应用的关键问题。

近日,我所激光制造团队利用激光选区熔化技术,开发了一种基于激光选区熔化技术的分层制造方法,成功制备了微纳跨尺度的WC/Al 7075合金,并系统分析了SLM纳米WC/Al 7075合金的微观组织演变、微观力学性能和摩擦学行为。其中,研究人员利用静电自组装技术实现纳米WC颗粒对7075铝合金定点及定量改性,有效抑制裂纹的产生,并发挥细晶强化和第二相强化作用,显著提高7075铝合金的耐磨性能,得其磨损率降低约40.4%。

27e7a3ce368c98e99240c5d8c3aa2ff7.png

图1 Al (111)/nano-WC (0001)间的共格关系

ecb3e56c5ad505216b3b103c0ddddcb8.png

图2  SLM Al 7075合金和SLM nano-WC/Al 7075合金的摩擦性能对

相关研究成果发表于材料科学领域期刊《Materials Characterization》(中科院1区Top期刊),我所为论文通讯单位。该项研究工作得到了广东省重点领域研发计划项目(2020B090923002)、广东省科学院建设国内一流研究机构行动专项资金项目(2021GDASYL-20210302006)等项目的资助。

论文信息:Jianglong YI, Cheng CHANG, Xingchen YAN*, Yingchun XIE, Yunzhong LIU, Min LIU*, Kesong ZHOU*, A novel hierarchical manufacturing method of the selective laser melted Al 7075 alloy, Materials Characterization, 2022, 112124.

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.matchar.2022.112124

供稿:激光制造研究室