一种抑制增材制造铝合金裂纹形成并促进晶粒细化的方法技术

本发明专利技术公开了一种抑制增材制造铝合金裂纹形成并促进晶粒细化的方法，使用一种卧式球磨机进行混粉，将微细铌颗粒在超短时间内均匀组装到铝合金粉末表面同时保持合金近球形形貌；利用增材制造将混合粉末进行熔化制样。本发明专利技术还提出利用一种三维旋转摆动混粉装置将粒径相当的含铌合金粉末与铝合金粉末进行混合(无需钢球和球磨)；然后利用增材制造将混合粉末进行熔化制样。此外，本发明专利技术还提出预先制备含铌的铝合金粉末或丝材；然后利用增材制造进行熔化制样。这些方法通过在增材制造凝固过程中优先形成一种新型的异质形核剂以促进柱状晶向等轴晶的完全转变和晶粒的极大细化，同时抑制裂纹，提高高强铝合金的激光增材制造成形性及合金力学性能。形性及合金力学性能。形性及合金力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种抑制增材制造铝合金裂纹形成并促进晶粒细化的方法


[0001]本专利技术涉及铝合金增材制造领域,更具体地说,涉及一种提升高强铝合金增材制造成形性及促进晶粒细化的方法。

技术介绍

[0002]金属增材制造因其优异的近净成形能力而广受关注。但是,金属增材制造形成的熔池往往经历极快速的冷却和陡峭的热梯度,导致凝固过程中晶粒发生延晶生长,形成粗大的竖直柱状晶及显著的织构。同时,在金属增材制造过程中,由于热梯度和不均匀热分布的存在以及极快的冷却速率,会在样品或部件中形成很大的内应力。这两种因素会导致诸如高温合金,金属间化合物,高强高熵合金及高强铝合金(如7075和6061)等材料在增材制造过程中形成裂纹,展现出极低的成形性。柱状晶的存在还导致材料出现严重的力学性能各向异性。
[0003]通过合金设计或添加形核颗粒，促进合金在增材制造过程中大量异质形核，从而促进柱状晶向等轴晶转变及晶粒细化是分散内应力、抑制裂纹、提升材料性能的有效途径。该途径在增材制造的铝合金中尤其有效。人们通过向铝合金中添加如Zr、Sc、Ti、Ni、Ta等元素，在激光增材制造过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抑制增材制造铝合金裂纹形成并促进晶粒细化的方法，其特征在于，制备含Nb铝合金粉末或含Nb铝合金丝材；利用增材制造将粉末或丝材进行熔化制样。2.根据权利要求1所述的抑制增材制造铝合金裂纹形成并促进晶粒细化的方法，其特征在于，所述制备含Nb铝合金粉末具体为：利用卧式球磨机在惰性气氛中将1～5wt％、粒径50nm～5μm的微细Nb颗粒与粒径为15
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53μm铝合金粉末混合，球粉比为5：1，转速为300
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800rpm,混合时间为10～40min。3.根据权利要求2所述的抑制增材制造铝合金裂纹形成并促进晶粒细化的方法，其特征在于，所述卧式球磨机利用其中心轴上的叶片旋转，将粉末和钢球带到空中进行接触碰撞。4.根据权利要求1所述的抑制增材制造铝合金裂纹形成并促进晶粒细化的方法，其特征在于，所述制备含Nb铝合金粉末具体为：利用三维摆动混粉机在惰性气氛中将1～6wt％、粒径为15
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53μm的含铌合金粉末与粒径为15
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53μm的铝合金粉末混合，转速为20～40rpm，混合时间为3～...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱春雷，王志超，许珑缤，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：