激光冲击压实铝粉

相对密度97.8%

准静态+激光冲击复合压实工艺使纳米铝粉坯体相对密度比单独准静态压实提高15%，并伴随晶粒细化。

Cui, Maomao · Wenxiang, Sun · Qimeng, Yao · Wang, Tao · 王霄 · 刘会霞

Journal of Manufacturing Processes 2024

参数信息

相对密度

97.8 %

硬度

103.56 HV

平均晶粒尺寸

54.7 nm

Shockley位错占比

76.47 %

Frank位错占比

0.31 %

技术优势

密度提高15%

复合工艺使相对密度从准静态压实的约82.8%提高到97.8%，主要归因于激光冲击波引起的动态压实和颗粒重排。

硬度显著提升

复合工艺后坯体最大硬度达103.56 HV，比准静态工艺提高26.59 HV，源于晶粒细化和位错强化。

晶粒细化

平均晶粒尺寸从67.2 nm减小到54.7 nm，有助于提高材料强度和韧性。

孪晶强化

激光冲击过程中形成的Shockley不全位错滑移导致层错和孪晶，进一步强化材料。

应用场景

• 粉末冶金：提供高密度、细晶的铝粉预制坯，可减少后续烧结收缩和孔隙。
• 高致密铝材：采用激光冲击复合压实提高坯体致密度，满足高性能铝材需求。
• 轻质高强部件：细晶和位错强化提高硬度，可制造轻质高强结构件。
• 表面强化：激光冲击引入位错和亚结构，可作为表面强化手段提高耐磨性。