陶瓷增强铝基复合材料具有轻质高强、耐热耐磨性好、尺寸稳定性高等优点,被广泛应用于航空、航天和汽车等领域。传统加工工艺成形铝基复合材料由于加工温度低,容易出现增强相聚集、基体与增强相结合不牢等问题。选区激光熔化技术材料适用性强,可以成形不同的材料体系,且在成形结构复杂高性能金属构件方面具有得天独厚的优势。为此,本文采用SiC和TiB₂陶瓷颗粒,将其与AlSi10Mg粉末混合,利用选区激光熔化技术成形陶瓷增强铝基复合材料。研究了激光工艺参数对成形的复合材料致密度、物相、显微组织、硬度及拉伸性能的影响规律。深入探讨了铝基复合材料中增强相的强化机制。基于有限元数值模拟与实验研究相结合的思路,对选区激光熔化成形SiC/AlSi10Mg复合材料过程中的热行为进行定量化研究。在高斯分布的激光热源作用下,熔池内部温度梯度产生差异,导致熔池内部显微组织的变化;进一步研究了熔池内部显微组织和力学性能的变化。通过对熔池不同位置处的纳米硬度和弹性模量分析,结果表明SLM制备的复合材料的纳米硬度是铸态AlSi10Mg合金的两倍以上。SLM成形微米TiB₂/AlSi10Mg复合材料具有较高的致密度,最高达到99.0%以上。熔池内部可以分为三个不同的区域:熔池中部、熔池边界及热影响区,其显微组织分别为细小胞状晶、较粗大胞状枝晶及Si颗粒;在激光成形过程中,TiB₂粉末颗粒与AlSi10Mg不发生界面反应,两界面间结合良好,其次添加TiB₂颗粒可使晶粒细化,有效地提高了TiB₂/AlSi10Mg复合材料的硬度及拉伸性能。晶粒细化使复合材料具有较高的强度,明显高于相同SLM成形的AlSi10Mg合金。随着TiB₂颗粒尺寸的降低,采用SLM成形亚微米TiB₂/AlSi10Mg复合材料试样致密度更高,最高达到99.5%以上。由于细小TiB₂陶瓷颗粒的加入,使得复合材料晶粒细化,基体中Si析出物的凝固方式由胞状结构变为定向线性结构形态。SLM成形亚微米TiB₂/AlSi10Mg复合材料抗拉强度为⁴37 MPa,延伸率达到⁴.6%。显著高于同一SLM加工条件下微米TiB₂/AlSi10Mg复合材料和AlSi10Mg合金。