机械工程学报

作者：白玉超, 陈杰, 刘林青, 韦雄棉, 王迪

单位：1. 华南理工大学机械与汽车工程学院 广州 510640;2. 新加坡国立大学机械工程学院 新加坡 117575;3. 苏州工业园区新国大研究院 苏州 215123

关键词：激光选区熔化,AlSi10Mg合金,超精密切削,微观组织,可加工性；

基金：广东省基础与应用基础资助项目(2019B1515120094)。

由于激光选区熔化(增材制造)直接成型的AlSi10Mg合金零件表面相对粗糙，很难满足对表面精度要求高的行业需求。而具有获取纳米级表面精度能力的超精密加工为提高激光选区熔化零件的表面质量提供了有前景的后处理解决方案。采用金刚石刀具分别对直接成型、低温退火、固溶处理以及时效处理后的AlSi10Mg合金的微量切削特性进行研究，讨论微观组织演变与切削参数对AlSi10Mg合金的超精密切削特性的影响机理，揭示热处理状态对切削力、切削表面质量与切屑形貌等的影响规律。以探索快速高效地将成型零件表面质量提高到镜面水平的方法。结果表明：激光选区熔化直接成型的AlSi10Mg合金微观组织以微米级的网格结构为主，其显微维氏硬度和切削力均大于热处理后的样品；切削力同时受到合金的微观组织和力学性能的综合影响；直接成型的样品沟槽表面质量最好，低温退火样品次之，固溶处理样品最差；高温热处理后形成的大块的Si颗粒会增加切屑的脆性，并降低样品的X轴切削力；增加切削深度和切削速度均会导致切削力的增加和表面质量的恶化，且切削深度对切削力和表面质量的影响更大；直接成型样品的镜面加工质量最好，表面粗糙度(Ra)数值可降低到11.2 nm，远低于直接成型样品的～10 µm。本研究为实现激光选区熔化成立铝合金零件的表面质量提升到镜面水平提供了理论和应用参考。

来源：2022年第19期

《机械工程学报》期刊编辑部

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