增材制造W-Ni-Fe系高比重合金的研究進展

來源：北方工業(yè)大學

導讀：高比重鎢合金主要分為W-Ni-Fe和W-Ni-Cu兩大體系，其組織主要由W相和Ni-Fe/Cu粘接相兩相組成。相較于W-Ni-Cu系合金，W-Ni-Fe系合金有著更為優(yōu)異的物理力學性能，主要表現在抗拉強度高、延性好、具有良好的機加工特性等，因此在國防工業(yè)和國民經濟各領域發(fā)揮著巨大的作用，如穿甲彈彈芯材料、煙霧彈、脫殼彈等武器材料；陀螺儀外緣轉子、直升機轉子葉片等航空航天材料；放射性屏蔽材料、砧塊材料等核工業(yè)材料。

1、選區(qū)激光熔化W-Ni-Fe系合金

SLM技術采用分層制造的思想，以激光束作為熱源，成形時先在基板上鋪平一定厚度的粉末，然后激光按規(guī)劃軌跡輻射粉末，使輻射范圍內粉末經歷熔化和凝固的過程，單層掃描完成后，再在該層之上鋪平一層粉末，重復上述熔化、凝固、鋪粉步驟直至成型完成。

2、激光熔化沉積W-Ni-Fe系合金

LMD技術起源于激光表面熔覆技術[28]，同時結合快速原型制造技術，利用高能量密度激光將同步送達的金屬粉按規(guī)劃路徑進行熔覆，單層熔覆完成之后，將激光頭和送粉頭抬升一定高度，重復層內熔覆過程，最終實現工件逐層熔化、快速凝固堆積成型。

3、選區(qū)電子束熔化高比重鎢合金

與SLM相類似，EBSM的制造過程也是先在基板上平鋪一層粉末，然后電子束按照預設軌跡熔化粉末，待粉末凝固后重復鋪粉、熔化、凝固步驟直至零件成型。

4、粘接劑噴射打印

BJP技術的工作原理是將粉末鋪散于成形平臺上，通過噴射聚合物粘合劑將粉末按設定形狀選擇性粘合在一起，如此多層重復鋪粉與噴粘合劑形成零件毛壞，再將毛坯加熱以固化膠粘劑，固化后將多余的散粉去除，再進行脫蠟和燒結后處理形成最終零件。

5、W-Ni-Fe系合金增材制造技術對比分析

參考閱讀：
[1]Li Chun, Zhang Wei, Zhou Yuzhao et al.增材制造W-Ni-Fe系高比重合金的研究進展. Rare Metal Materials and Engineering[J], 2021, 50(8): 3011~3019