金属粉末激光直接烧结(Direct Metal Laser Sintering,DMLS)技术是选择性激光烧结技术的一个重要分支,因为其生产过程不受零件几何形状的限制、不需要任何工模具、材料利用率高、生产周期短等优点而极大地提高了生产柔性,日益成为先进制造技术的一个重要发展方向。受到材料和工艺因素的限制,目前直接用金属粉末激光烧结制造金属零件还存在一些不足之处。金属零件能否顺利成形及成形后的组织、性能的优劣直接取决于成形工艺参数的选择。因此想要获得形状规整、组织致密和性能优良的成形零件,就必须掌握DMLS工艺过程中工艺参数与成形零件质量之间的关系。本文通过激光直接烧结成形镍基高温合金,从工艺角度研究某型号镍基高温合金粉末的激光直接烧结成形性能以及工艺参数对烧结制件性能的影响,所完成的工作主要有:(1)研究了激光与材料间相互作用的机理,并对熔池的动态快速凝固过程进行了分析。(2)通过大量的烧结试验研究,弄清了影响烧结制件质量的工艺参数的种类及影响行为,详细研究了激光功率、扫描速度对烧结制件质量的影响。研究发现激光功率、扫描速度对烧结制件的组织结构及显微硬度、体积密度等性能都有较为明显的影响:功率越大,组织将变得粗大,同时,激光功率的提高能够改善烧结制件的显微硬度和体积密度;扫描速度的提高对烧结制件微观组织的细化有较为明显作用,同时对制件显微硬度的提高也有着较明显作用。通过烧结实验获得了镍基合金F105Fe粉末激光烧结的最佳工艺参数组:P=1000W,V=1200mm/min,S=0.45mm,δ=0.3mm,D=0.9mm。(3)采用大功率激光直接烧结镍基高温合金粉末,成功制得具有一定形状和强度的金属块体。(4)初步提出通过规划扫描路径的方法来解决大功率激光直接烧结镍基高温合金粉末成形金属零件所存在的问题,如制件中存在着微裂纹、微孔洞,制件中存在较大的残余应力等缺陷。采用几种不同的扫描方式进行烧结试验,发现采用短边扫描路径和同向扫描能够获得尺寸更加细小、分布更加均匀的组织结构;采用短边同向路径制备的试样其显微硬度最高,而采用变向扫描(垂直)路径可获得致密性最好的试样。