一种铝合金零件的激光定向能量沉积修复方法技术

本发明专利技术公开了一种铝合金零件的激光定向能量沉积修复方法，包括以铝镁锌合金粉末作为修复材料，在保护气体为氩气和氮气混合气体的条件下，利用激光定向能量沉积技术对铝合金母材进行修复，并对修复的铝合金进行热处理。本发明专利技术的修复方法，满足修复后的零件修复区与母材结合较好、界面处无裂纹缺陷的要求，从而达到对破损铝合金零件二次使用的目的。到对破损铝合金零件二次使用的目的。到对破损铝合金零件二次使用的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金零件的激光定向能量沉积修复方法


[0001]本专利技术属于金属材料表面处理
，具体涉及到一种铝合金零件的激光定向能量沉积修复方法。

技术介绍

[0002]铝合金因具有高强度和低密度的优异性能，被广泛用于交通领域的结构材料。
[0003]但是随着服役年限增加，铝合金零件的承载结构在服役过程中产生的损伤会严重降低其服役寿命及承载强度，这导致零件易出现破损。
[0004]对破损的零件进行修复成为亟待解决的难题，传统修复方法如焊接、热喷涂等工艺已不能有效完成对较大的铝合金零件破损区域的修复，针对此类铝合金受损零件，目前主要采用对零件回炉重熔和更新零件的办法，但是这造成了极大的浪费和巨大的成本支出。
[0005]激光定向能量沉积技术具有加工时间短，材料利用率高，精度准，成本低，可修复破损区域较大零件的特点。近年来在修复领域受到了广泛的关注。
[0006]但是由于铝基合金具有激光反射率较高的特点，采用激光定向能量沉积技术修复铝合金零件造成激光能量吸收不充分，零件局部温度过高，目前修复铝合金零件交界处易出现裂纹等问题难以根除。

技术实现思路

[0007]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0008]鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。r/>[0009]本专利技术的其中一个目的是提供一种铝合金零件的激光定向能量沉积修复方法，满足修复后的零件修复区与母材结合较好、界面处无裂纹缺陷的要求，从而达到对破损铝合金零件二次使用的目的。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种铝合金零件的激光定向能量沉积修复方法，包括，以铝镁锌合金粉末作为修复材料，在保护气体为氩气和氮气混合气体的条件下，利用激光定向能量沉积技术对铝合金母材进行修复，并对修复的铝合金进行热处理。
[0011]作为本专利技术铝合金零件的激光定向能量沉积修复方法的一种优选方案，其中：所述铝合金母材为7050、7A01或7A05铝合金。
[0012]作为本专利技术铝合金零件的激光定向能量沉积修复方法的一种优选方案，其中：所述铝镁锌合金粉末，按照质量百分比计，由8～12％镁粉，1～2.4％锌粉，0.2～1％钪粉，0.2～1％锆粉，0.4～1％硅粉和0.6～1.2％锰粉，0.2～0.6％铜粉，余量为铝粉组成。
[0013]作为本专利技术铝合金零件的激光定向能量沉积修复方法的一种优选方案，其中：所
述保护气体，以体积比计，氩气含量为85％～95％、氮气含量为5％～15％，且氧含量≤900ppm。
[0014]作为本专利技术铝合金零件的激光定向能量沉积修复方法的一种优选方案，其中：所述激光定向能量沉积技术，工艺条件为：采用单向扫描方式，激光功率1400～1800W、扫描速率600～1000mm/min、扫描间距0.8～1.2mm，单层抬升高度0.3～0.7mm，送粉量0.5～1.1r/min，气流量2～7L/min。
[0015]作为本专利技术铝合金零件的激光定向能量沉积修复方法的一种优选方案，其中：所述进行修复，对待修复零件先进行预热处理，预热处理采用激光器，激光器功率为1500～1900W，激光扫描速率为1200～1800mm/min，扫描方式采用蛇形往复形式。
[0016]作为本专利技术铝合金零件的激光定向能量沉积修复方法的一种优选方案，其中：所述进行修复，修复体积为实际待修复体积的1.1～1.3倍。
[0017]作为本专利技术铝合金零件的激光定向能量沉积修复方法的一种优选方案，其中：所述进行热处理，将修复的铝合金升温至400～500℃保温1～2h，后在100～150℃条件下保温22～24h，随后空冷。
[0018]作为本专利技术铝合金零件的激光定向能量沉积修复方法的一种优选方案，其中：还包括，在激光修复前，对零件的表面进行打磨清洗并用黑色染料染黑。
[0019]作为本专利技术铝合金零件的激光定向能量沉积修复方法的一种优选方案，其中：所述修复用的铝镁锌合金粉末为球形粉末。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0021]本专利技术提供了一种用于修复铝合金零件的新型铝镁锌合金粉末，在氮气和氩气的保护气氛下修复，修复过程中生成的MgZn2和AlN提高了修复区与母材交界处的力学性能，并在此基础上调整工艺，包括将修复零件染黑、对修复零件预热处理、采用单向扫描方式等，缓解了修复零件温度不均匀、交界处结合不牢固的情况；最后对零件进行热处理，提高了修复零件的力学性能，达到了铝合金构件激光修复过程缺陷控制及力学性能提高的目的。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0023]图1为本专利技术实施例1铝镁锌合金修复粉末的形貌图；
[0024]图2为本专利技术实施例1的修复区与母材交界处的金相图；
[0025]图3为本专利技术实施例2的修复区与母材交界处的金相图；
[0026]图4为本专利技术实施例3的修复区与母材交界处的金相图；
[0027]图5为本专利技术实施例4的修复区与母材交界处的金相图；
[0028]图6为本专利技术实施例5的修复区与母材交界处的金相图；
[0029]图7为本专利技术对比例1的修复区与母材交界处的金相图；
[0030]图8为本专利技术对比例2的修复区与母材交界处的金相图；
[0031]图9为本专利技术对比例3的修复区与母材交界处的金相图。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。
[0033]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0034]其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
[0035]实施例1
[0036]本实施例提供一种以铝镁锌铝合金粉末作为修复材料，采用激光定向能量沉积技术对铝合金零件进行修复的方法。修复全程成型仓内保持氩气与氮气混合的气氛，并对铝合金预置缺口进行修复。
[0037]具体步骤如下：
[0038](1)修复母材选择为7050铝合金，选取铝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝合金零件的激光定向能量沉积修复方法，其特征在于：包括，以铝镁锌合金粉末作为修复材料，在保护气体为氩气和氮气混合气体的条件下，利用激光定向能量沉积技术对铝合金母材进行修复，并对修复的铝合金进行热处理。2.如权利要求1所述的铝合金零件的激光定向能量沉积修复方法，其特征在于：所述铝合金母材为7050、7A01或7A05铝合金。3.如权利要求1或2所述的铝合金零件的激光定向能量沉积修复方法，其特征在于：所述铝镁锌合金粉末，按照质量百分比计，由8～12％镁粉，1～2.4％锌粉，0.2～1％钪粉，0.2～1％锆粉，0.4～1％硅粉和0.6～1.2％锰粉，0.2～0.6％铜粉，余量为铝粉组成。4.如权利要求3所述的铝合金零件的激光定向能量沉积修复方法，其特征在于：所述保护气体，以体积比计，氩气含量为85％～95％、氮气含量为5％～15％，且氧含量≤900ppm。5.如权利要求1、2、4中任一项所述的铝合金零件的激光定向能量沉积修复方法，其特征在于：所述激光定向能量沉积技术，工艺条件为：采用单向扫描方式，激光功率1400～1800W、扫描速率600～1000mm/min、扫描间...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁铁锤，唐皓州，李瑞迪，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：