钛是20世纪50年代后发展起来的一种重要的结构金属,钛合金因具有密度低、比强度高、耐腐蚀及生物相容性好等特点,被广泛应用于航空航天、舰船、化工和生物医疗等领域,被誉为“战略金属”、“太空金属”[1~10]
TC4钛合金是20世纪40年代初期研制成功的一种中等强度钛合金,具有良好的综合力学性能,是最早和最广泛用于飞机结构的通用钛合金,其用量占钛合金总产量的50%,占全部钛合金加工件的95%[11~14]
然而,由于钛合金变形抗力大、切削加工性能差,采用传统制造工艺制备复杂形状和结构钛合金构件,其生产周期长、成本高、制造难度大,这也限制了钛合金的进一步应用
相对于减材制造、等材制造和粉末冶金等传统制造方法,增材制造技术具有生产周期短、成本低、原材料利用率高、复杂结构和形状可直接成形等优势[15, 16]
激光选区熔化(Selective laser melting, SLM)技术因具有优良的成形精度和表面质量,已经成为当前金属增材制造领域研究的热点方向,也为航空航天用复杂精密TC4钛合金零部件提供了一种新型的制备方法[17~19]
SLM是以金属粉末为原材料,根据零件的CAD模型,以激光为热源逐层熔化金属粉末,直接制备复杂结构、形状和高性能零部件的一种全新的“近净成形制造”技术
虽然同传统制造技术相比,SLM技术有很多优势,但由于采用热熔化的成形方式,成形过程中容易产生未熔融和半熔融金属粉末颗粒粘附的现象,进而影响成形件的表面质量
表面粗糙度是衡量钛合金工件表面质量的重要指标,表面质量的好坏直接影响着合金的疲劳强度和抗氧化等性能,因此许多航空航天用钛合金构件都对其表面粗糙度提出了要求
对于传统制造技术而言,利用车、铣、刨、磨等传统机械加工方法可使零件表面粗糙度达到Ra<2.5 μm
而SLM成形件的Ra一般在5～50 μm之间[20],较差的表面质量不仅会使成形件的疲劳、耐磨性和抗腐蚀性变差,还会影响成形件的配合性和工作精度,极大地制约了SLM技术的推广应用[21, 22]
虽然采用喷砂和电解抛光等方法可以实现SLM成形件表面粗糙度的降低,但是这些方法均难以应用于实际生产中,特别是具有复杂的内部结构的成形件,因此如何提高SLM成形件的表面质量是该领域急需解决的问题,也是目前限制SLM成形技术广泛应用的主要瓶颈之一
因此,开展腐蚀加工液对SLM成形基体粗糙度的研
声明：
“化学腐蚀工艺对激光选区熔化成形TC4钛合金表面粗糙度的影响” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：蔡雨升,韩洪智,任德春,吉海宾,雷家峰
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2025年06月20日 ~ 22日 
