ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 24 № 4 2022 151 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Синтез трехкомпонентного сплава на основе алюминия методом селективного лазерного плавления Наталья Сапрыкина 1, a, *, Валентина Чебодаева 2, b, Александр Сапрыкин1, c, Юрий Шаркеев 2, d, Егор Ибрагимов 1, e, Таисия Гусева 1, f 1 Национальный исследовательский Томский политехнический университет, пр. Ленина, 30, г. Томск, 634050, Россия 2 Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук, пр. Академический, 2/4, г. Томск, 634055, Россия a https://orcid.org/0000-0002-6391-6345, saprikina@tpu.ru, b https://orcid.org/0000-0002-1980-3941, vtina5@mail.ru, c https://orcid.org/0000-0002-6518-1792, sapraa@tpu.ru, d https://orcid.org/0000-0001-5037-245X, sharkeev@ispms.tsc.ru, e https://orcid.org/0000-0002-5499-3891, egor83rus@tpu.ru, f https://orcid.org/0000-0002-3285-1673, tsh2@tpu.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2022 Том 24 № 4 с. 151–164 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2022-24.4-151-164 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение Технология селективного лазерного плавления (СЛП) является одной из ключевых технологий в Индустрии 4.0, которая позволяет изготовить изделия любой сложной геометрической формы, значительно снизить количество приИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.78 История статьи: Поступила: 11 августа 2022 Рецензирование: 31 августа 2022 Принята к печати: 21 сентября 2022 Доступно онлайн: 15 декабря 2022 Ключевые слова: Cелективное лазерное плавление Металлический порошок Морфология порошка Аддитивные технологии Рентгеноструктурный анализ Сканирующая электронная микроскопия Сплав системы алюминий-кремниймагний Финансирование: Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-2901491, https://rscf.ru/project/22-29-01491 Благодарности: Авторы выражают благодарность к.т.н. М.А. Химич за помощь в проведении исследований. Исследования частично выполнены на оборудовании ЦКП «Структура, механические и физические свойства материалов» (соглашение с Минобрнаукой № 13.ЦКП.21.0034). АННОТАЦИЯ Введение. Технология селективного лазерного плавления является одной из ключевых технологий в Индустрии 4.0, которая позволяет изготовить изделия любой сложной геометрической формы, значительно снизить количество применяемого материала, сократить время выполнения заказа и получить новый сплав из элементарных порошков в процессе плавления. Для понимания процесса образования сплава при лазерном воздействии необходимо знать исходные данные порошков, которые существенно влияют на качество получаемых изделий. Целью данного исследования является определение требований к структурно-фазовому состоянию, элементному составу порошков алюминия, кремния и магния и дальнейшей подготовки смеси порошковой композиции Al-Si-Mg (Al – 91 масс.%, Si – 8 масс. %, Mg – 1 масс. %) для лазерного синтеза. Методами рентгеноструктурного и рентгенофазового анализа проведены исследования исходных порошков алюминия ПА-4 ГОСТ 6058–73, кремния ГОСТ 2169–69 и магния МПФ-4 ГОСТ 6001–79 и порошковой композиции Al-Si-Mg. Исследованиями растровых электронных изображений определены форма и размеры частиц. Методом селективного лазерного плавления из порошковой композиции получены образцы при постоянном и импульсном воздействии лазера. Композиция подготовлена посредством перемешивания порошков в шаровой мельнице. Результаты и обсуждение. Исследования показали, что исходные порошки алюминия, кремния и магния однофазны. Для получения порошковой композиции выбран диапазон размера частиц 20…64 мкм, рекомендованный для селективного лазерного плавления. При перемешивании порошков в течение одного часа были получены частицы сферической формы, которая является предпочтительной для лазерного плавления. Результаты шлифования образцов после лазерного плавления показали, что наибольшая механическая прочность была у образцов, полученных при постоянном воздействии лазера при следующих параметрах режима: P = 80 Вт, V = 300 мм/с, s = 90 мкм, h =25 мкм. Выводы. Описанное исследование показывает возможность синтеза изделий из порошковой композиции алюминия, кремния и магния методом селективного лазерного плавления. Для цитирования: Синтез трехкомпонентного сплава на основе алюминия методом селективного лазерного плавления / Н.А. Сапрыкина, В.В. Чебодаева, А.А. Сапрыкин, Ю.П. Шаркеев, Е.А. Ибрагимов, Т.С. Гусева // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2022. – Т. 24, № 4. – С. 151–164. – DOI: 10.17212/1994-6309-2022-24.4-151-164. ______ *Адрес для переписки Сапрыкина Наталья Анатольевна, к.т.н., доцент Национальный исследовательский Томский политехнический университет, пр. Ленина, 30 634050, г. Томск, Россия Тел.: 8 (923) 49-72-483, e-mail: saprikina@tpu.ru
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1