电子束选区熔化成形M2高速钢组织和磨损性能的研究

M2 高速钢是使用最广泛和最具代表性的工具钢.采用电子束选区熔化(selective electron beam melting,SEBM)增材制造技术成形M2 高速钢能有效避免传统铸造组织粗大、碳化物偏析等问题,有望大幅改善高速钢力学、磨损等性能.通过使用不同扫描参数与 2 种粉床预热温度在 316L不锈钢基板上制备了M2 高速钢块体试样,重点研究了扫描参数和粉床预热温度对成形M2 高速钢致密度及晶粒尺寸、碳化物等显微组织的影响.在最优化参数下,成形M2 高速钢致密度达99.7%,平均晶粒尺寸在 3～6 μm,碳化物细小且分布较为均匀.通过维氏硬度试验和摩擦磨损试验分析了SEBM成形M2 高速钢的硬度与磨损性能.结果表明,在最优化参数下成形的M2 高速钢维氏硬度可达 1034.2HV0.2,远高于商用M2 高速钢刀具(815HV0.2～845HV0.2),同时磨损率仅有(3.58±0.36)×10-5 mm3·N-1·m-1,较回火态锻造母材降低了13.7%.此外,SEBM成形M2 高速钢的磨损机制主要为磨粒磨损和粘着磨损.