激光粉末床熔融制备热作模具H13钢的研究进展

杨国煜1，吝放1，王金悦2，万杰1，邓彦超3，李进步3，陈豫增1，2(1．西北工业大学凝固技术全国重点实验室)(2．苏州匀晶金属科技有限公司)(3．宁波赛维达技术股份有限公司)

摘要: 近年来，激光粉末床熔融( laser powder bed fusion，LPBF) 作为一种先进的增材制造技术，已吸引了广泛的关注和研究。利用其高自由度的成形方式，可以设计制造出合适的冷却流道来对热作模具进行控温，从而提高模具的冷却效率及使用寿命。因此，LPBF 技术在热作模具的成形制造中得到了广泛应用。H13 钢具有高强度、高硬度、良好的耐回火性等优点，是热作模具最常用的工具钢之一。关于LPBF 技术在H13 钢中的应用一直是该领域的研究焦点，也已取得显著进展。基于此，首先阐述了LPBF 制备H13 钢的成形性能，分析了打印工艺参数对成形缺陷的影响，介绍了控制打印开裂的方法; 其次，对沉积态与热处理态的LPBF 成形H13 钢的微观组织和力学性能进行介绍，详细论述了打印成形及后续热处理过程中的组织演化，在此基础上分析了微观组织对强度、硬度、塑性等方面的影响; 同时也对LPBF 成形H13 钢在热作模具中的服役性能进行了总结，沉积态的LPBF 成形H13 钢具有良好的抗回火软化及抗热疲劳性能。最后，对具有随形冷却流道的LPBF 成形H13钢热作模具在实际中的应用情况进行了总结分析，指出随形冷却流道在提高冷却效率、延长模具使用寿命等方面的显著优势。

关键词: 激光粉末床熔融; 热作模具H13 钢; 微观组织; 力学性能; 服役性能