一种消除激光3D打印成形7075铝合金热裂纹的粉末改性方法技术

本发明专利技术公开了一种消除激光3D打印成形7075铝合金热裂纹的粉末改性方法。本发明专利技术属于激光3D打印技术领域，本发明专利技术采用超声波振动分散和机械混合相结合的方法，其中超声波功率为90～150W、输出频率30～40KHz、连续分散30～50min；机械混合时间为10～12h、筒体转速18～25rpm。采用上述方法将具有细化晶粒作用的纳米TiN粉末均匀分布于7075铝合金粉末表面，降低混合粉末的激光反射率，并通过激光3D打印设备进行激光选区熔化成形出无周期性热裂纹的零部件。该制备方法简便、成本低，通过混入纳米TiN粉末，能有效降低激光反射率，且在激光选区熔化成形过程中起到细化晶粒的作用，有效的抑制并回填成形过程中出现的热裂纹，提高零部件的力学性能。

A powder modification method to eliminate the hot crack of 7075 aluminum alloy formed by laser 3D printing

【技术实现步骤摘要】
一种消除激光3D打印成形7075铝合金热裂纹的粉末改性方法
本专利技术涉及激光3D打印
，尤其涉及一种消除激光3D打印成形7075铝合金热裂纹的粉末改性方法。
技术介绍
激光选区熔化(SLM)技术是一种具有潜力的颠覆性增材制造技术。通过高能激光束以逐层打印叠加的方式直接熔化金属粉末，从而制备出几何形状复杂、尺寸精度高的三维零部件。该技术可以提高设计自由度和制造灵活性，具有材料利用率高、产品研发周期短、生产成本低等优势，已应用于航空航天、生物医学和汽车工业等领域。然而，激光选区熔化技术目前仅能可靠地打印少数几种合金，如钛基、镍基、铝基、铁基合金等，因此，增加适用于该技术的合金种类和数量成为一项重要的研究课题。7075铝合金作为一种高强度锻压合金，力学性能优异。但其激光反射率高、可焊接性差，通过激光选区熔化制备的样品往往存在大量的周期性热裂纹，从而失去了工程应用价值，该问题一直是本领域科研工作者努力攻关的重点。目前，一些研究团队采用静电组装和机械混合的方法分别将纳米ZrH粉末加入到7075铝合金粉末中，通过激光选区熔化成形出无本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种消除激光3D打印成形7075铝合金热裂纹的粉末改性方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一：将7075铝合金粉末和纳米TiN粉末放入真空干燥箱进行烘干处理；/n步骤二：将步骤一干燥处理后的粉末放入到超声波振动机中，进行超声波振动分散；/n步骤三：将步骤二分散后的粉末放入V型混料机中进行机械混合，筛分出粒径53μm以下的粉末，得到TiN/7075混合粉末；/n步骤四：将步骤三TiN/7075混合粉末装进激光选区熔化3D打印设备的粉缸中，成型室抽真空后通入保护气氛，激光器根据预设作业参数，按照规划路径逐层选区熔化粉层，最终得到7075铝合金零部件。/n

【技术特征摘要】
1.一种消除激光3D打印成形7075铝合金热裂纹的粉末改性方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将7075铝合金粉末和纳米TiN粉末放入真空干燥箱进行烘干处理；
步骤二：将步骤一干燥处理后的粉末放入到超声波振动机中，进行超声波振动分散；
步骤三：将步骤二分散后的粉末放入V型混料机中进行机械混合，筛分出粒径53μm以下的粉末，得到TiN/7075混合粉末；
步骤四：将步骤三TiN/7075混合粉末装进激光选区熔化3D打印设备的粉缸中，成型室抽真空后通入保护气氛，激光器根据预设作业参数，按照规划路径逐层选区熔化粉层，最终得到7075铝合金零部件。


2.根据权利要求1所述消除激光3D打印成形7075铝合金热裂纹的粉末改性方法，其特征在于步骤一所述纳米TiN粉末采用钛丝材电爆炸法制备，后经氮化处理获得，粉末具有球形的形貌特征，纯度大于99.9％，中位粒径D50为70～100nm。


3.根据权利要求2所述消除激光3D打印成形7075铝合金热裂纹的粉末改性方法，其特征在于步骤一所述7075铝合金粉末中位粒径D50为30～50μm，其化学成分为：Cu：1.6wt.％；Mg：2.6wt.％；Zn：5.8wt.％；Cr：0.22wt.％；Si：0.09wt.％；Fe：0.07wt.％；Ti：0.01wt.％；其余为Al。


4.根据权利要求3所述消除激光3D打印成形7075铝合金热裂纹的粉末改性方法，其特征在于步骤一所述7075铝合...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖志瑜，吴文杰，高超峰，柳中强，王震，温利平，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44