鈦是20世紀50年代后發展起來的一種重要的結構金屬,鈦合金因具有密度低、比強度高、耐腐蝕及生物相容性好等特點,被廣泛應用于航空航天、艦船、化工和生物醫療等領域,被譽為“戰略金屬”、“太空金屬”[1~10]
TC4鈦合金是20世紀40年代初期研制成功的一種中等強度鈦合金,具有良好的綜合力學性能,是最早和最廣泛用于飛機結構的通用鈦合金,其用量占鈦合金總產量的50%,占全部鈦合金加工件的95%[11~14]
然而,由于鈦合金變形抗力大、切削加工性能差,采用傳統制造工藝制備復雜形狀和結構鈦合金構件,其生產周期長、成本高、制造難度大,這也限制了鈦合金的進一步應用
相對于減材制造、等材制造和粉末冶金等傳統制造方法,增材制造技術具有生產周期短、成本低、原材料利用率高、復雜結構和形狀可直接成形等優勢[15, 16]
激光選區熔化(Selective laser melting, SLM)技術因具有優良的成形精度和表面質量,已經成為當前金屬增材制造領域研究的熱點方向,也為航空航天用復雜精密TC4鈦合金零部件提供了一種新型的制備方法[17~19]
SLM是以金屬粉末為原材料,根據零件的CAD模型,以激光為熱源逐層熔化金屬粉末,直接制備復雜結構、形狀和高性能零部件的一種全新的“近凈成形制造”技術
雖然同傳統制造技術相比,SLM技術有很多優勢,但由于采用熱熔化的成形方式,成形過程中容易產生未熔融和半熔融金屬粉末顆粒粘附的現象,進而影響成形件的表面質量
表面粗糙度是衡量鈦合金工件表面質量的重要指標,表面質量的好壞直接影響著合金的疲勞強度和抗氧化等性能,因此許多航空航天用鈦合金構件都對其表面粗糙度提出了要求
對于傳統制造技術而言,利用車、銑、刨、磨等傳統機械加工方法可使零件表面粗糙度達到Ra<2.5 μm
而SLM成形件的Ra一般在5～50 μm之間[20],較差的表面質量不僅會使成形件的疲勞、耐磨性和抗腐蝕性變差,還會影響成形件的配合性和工作精度,極大地制約了SLM技術的推廣應用[21, 22]
雖然采用噴砂和電解拋光等方法可以實現SLM成形件表面粗糙度的降低,但是這些方法均難以應用于實際生產中,特別是具有復雜的內部結構的成形件,因此如何提高SLM成形件的表面質量是該領域急需解決的問題,也是目前限制SLM成形技術廣泛應用的主要瓶頸之一
因此,開展腐蝕加工液對SLM成形基體粗糙度的研
聲明：
“化學腐蝕工藝對激光選區熔化成形TC4鈦合金表面粗糙度的影響” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：蔡雨升,韓洪智,任德春,吉海賓,雷家峰
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2025年07月23日 ~ 26日 
