增材制造W-Ni-Fe系高比重合金的研究进展

来源：北方工业大学

导读：高比重钨合金主要分为W-Ni-Fe和W-Ni-Cu两大体系，其组织主要由W相和Ni-Fe/Cu粘接相两相组成。相较于W-Ni-Cu系合金，W-Ni-Fe系合金有着更为优异的物理力学性能，主要表现在抗拉强度高、延性好、具有良好的机加工特性等，因此在国防工业和国民经济各领域发挥着巨大的作用，如穿甲弹弹芯材料、烟雾弹、脱壳弹等武器材料；陀螺仪外缘转子、直升机转子叶片等航空航天材料；放射性屏蔽材料、砧块材料等核工业材料。

1、选区激光熔化W-Ni-Fe系合金

SLM技术采用分层制造的思想，以激光束作为热源，成形时先在基板上铺平一定厚度的粉末，然后激光按规划轨迹辐射粉末，使辐射范围内粉末经历熔化和凝固的过程，单层扫描完成后，再在该层之上铺平一层粉末，重复上述熔化、凝固、铺粉步骤直至成型完成。

2、激光熔化沉积W-Ni-Fe系合金

LMD技术起源于激光表面熔覆技术[28]，同时结合快速原型制造技术，利用高能量密度激光将同步送达的金属粉按规划路径进行熔覆，单层熔覆完成之后，将激光头和送粉头抬升一定高度，重复层内熔覆过程，最终实现工件逐层熔化、快速凝固堆积成型。

3、选区电子束熔化高比重钨合金

与SLM相类似，EBSM的制造过程也是先在基板上平铺一层粉末，然后电子束按照预设轨迹熔化粉末，待粉末凝固后重复铺粉、熔化、凝固步骤直至零件成型。

4、粘接剂喷射打印

BJP技术的工作原理是将粉末铺散于成形平台上，通过喷射聚合物粘合剂将粉末按设定形状选择性粘合在一起，如此多层重复铺粉与喷粘合剂形成零件毛坏，再将毛坯加热以固化胶粘剂，固化后将多余的散粉去除，再进行脱蜡和烧结后处理形成最终零件。

5、W-Ni-Fe系合金增材制造技术对比分析

参考阅读：
[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进展. Rare Metal Materials and Engineering[J], 2021, 50(8): 3011~3019