赵晓，魏青松，刘颖，张井，史玉升

　　(华中科技大学材料成形与模具技术**重点实验室，湖北武汉)

　　摘要：模具制造面临着降低成本和周期的需求，激光选区熔化技术可逐层快速制造出高性能的具有复杂冷却

　　流道的模具。研究了使用SLM技术直接成形S136模具钢材料，通过线扫描、面扫描和块体成形试验，，优化S136

　　模具钢的SLM成形工艺，制造出接近全致密的金属制件，同时研究SLM成形制件的微观组织和硬度性能。

　　关键词：激光选区熔化技术；S136模具钢；工艺优化；组织与性能表征

　　20世纪80年代末，增材制造设备和**出现时主要用于原型和模型的制造【l刈，经过20多年的发展，

　　增材制造技术已可直接成形高性能的功能零部件，成为当今迅猛发展的先进制造技术之一【5】，已在复杂模

　　Laser

　　具的制造中获得广泛应用【6‘7】。目前可以制造金属模具的工艺有激光选区熔化(Selective

　　Melting，

　　等技术【4】。其中，SLM技术利用高能激光束直接熔化薄层金属粉末，逐层成形出高性能的金属零件，因其

　　激光光斑可以聚焦到0．1mnl左右，相较于其他工艺成形零件精细，特别适合成形具有内部复杂流道的金

　　研究主要集中在钢铁材料…孙，同时s136模具价格，镍基材料[13】、铜合金[141、梯度材料【15】也有部分研究。表l是一些典

　　型材料及其成形性能。

　　表1用于直接成形模具的金属材料及其工艺特点

　　材料成分粉末特性机械性能

　　Fe基材料316L不锈钢气雾化球形粉末致密度达98％，拉伸强度达1048MPa【I”。

　　H13模具钢气雾化球形粉末利物浦大学致密度更高为84％[17】：利兹大学致密

　　度更高为90％110】。

　　M2模具钢气雾化粉末更大致密度88．2％，显微硬度560～1020

　　HVomf8】。

　　EOS气雾化粉末致密度接近100％，1000MPa，经过时效硬化强度

　　MaragingSteel可达到2000MPa，硬度也由33～37HRC提升至

　　MSl50～56HRCtl810

　　Ni基材料83，6％Ni，9．4％机械混粉弯曲强度可达1400MPa，更小硬度为650Hvtl3]。

　　Cr，1．8％B，

　　2．8％Si，2．O％

　　Fe，0．4％C

　　Cu合金HovadurK220接近全致密f‘”。

　　梯度材料H13+Cu‘151增强了模具的导热性能

　　II-_●llI-___l__●-●l-l-_-●_●_●-I__一

　　华中科技大学快速制造中心长期开展增材制造技术相关研究。在直接成形金属模具方面，研究使用

　　SLM技术成形316L不锈钢，致密度可达98％，并成形出具有随形冷却流道的模具镶块【16】，但由于成形材

　　综上，增材制造技术用于直接成形模具的材料种类有限，并且由于成形材料的性能局限，阻碍苏州东锜精密模具材料有限公司是一家集生产、销售、服务为一体的综合性企业，厂房面积5000㎡，员工100余人，每主营产品：高速钢、模具钢、不锈钢等特殊钢材，广泛应用于机械、汽车、机电、航天、核电、电子仪表等行业。东锜精密模具供应产品具备质优价美、规格齐全、交货及时、技术服务完善等优势，从而赢得众多客户的肯定和信赖。

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