SLM技术成形钴铬合金硬度研究与预测模型

本研究关注的是选择性激光熔融（SLM）技术在制造钴铬合金试件时对其硬度变化规律的影响，以及如何建立有效的硬度预测模型。钴铬合金作为一种常用的口腔修复体材料，其硬度特性对于人工义齿在咀嚼过程中的耐用性和性能至关重要。SLM是一种先进的增材制造技术，通过高能激光束熔化金属粉末，逐层构建复杂的三维结构。 研究发现，SLM成形过程中，工艺参数对钴铬合金试件的维氏硬度有显著影响。其中，激光功率对硬度的影响最为突出，增加激光功率可以导致更高的硬度值。扫描速度其次，影响硬度，速度越慢，硬度通常越高，因为更充分的熔化和凝固过程有利于提高材料的微观结构质量。扫描间距是最小的影响因素，但仍然能影响最终的硬度，较小的扫描间距可能导致更致密的微观结构。 实验结果显示，沿建造方向，钴铬合金的晶粒呈现柱状排列，生长方向一致，形成明显的层状堆叠结构。而在垂直于建造方向，晶粒则呈现出网格状分布，排列均匀紧密。随着激光能量密度的增大，晶粒尺寸会逐渐增大，这有助于提升成形件的强度和硬度。同时，微观纹理变得更加致密，孔洞缺陷显著减少，这意味着材料的整体质量得到改善。 基于实验数据，研究者建立了维氏硬度预测模型，该模型能够预测不同工艺参数组合下钴铬合金试件的硬度。模型的有效性通过后续的验证实验得到了确认，为SLM成形钴铬合金的工艺优化提供了理论支持，有助于定制更适合口腔修复应用的高性能材料。 关键词：激光技术、选择性激光熔融、钴铬合金、维氏硬度、预测模型 中图分类号：TN249（光学技术、激光技术）、TF124（金属学及金属工艺） 文献标识码：A doi:10.3788/CJL201643.0303007 该研究对于理解和优化SLM技术在钴铬合金制造中的应用，以及对口腔修复材料性能的提升具有深远意义。通过精确控制工艺参数，可以更好地控制材料的硬度和微观结构，从而满足不同临床需求，提高人工义齿的使用寿命和患者满意度。