System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种增材制造耐热铝合金的制备方法及其应用技术_技高网
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一种增材制造耐热铝合金的制备方法及其应用技术

技术编号:40513346 阅读:9 留言:0更新日期:2024-03-01 13:29
本发明专利技术涉及增材制造技术领域,提供了一种增材制造耐热铝合金的制备方法及其应用。包括如下步骤:S1:以AlSi10Mg合金粉末为基础材料;改性粉末材料为Al‑Ce中间合金粉末、Al‑Sc中间合金粉末、Al‑Zr中间合金粉末、Al‑Fe中间合金粉末、Al‑V中间合金粉末、Al‑Ag中间合金粉末、Al‑Cu中间合金粉末等合金粉末中的一种以上;S2:选取上述改性粉末的一种或多种与AlSi10Mg合金粉末进行均匀混合;S3:通过改变激光制备致密的耐热铝合金。有益效果在于:采用多种中间合金粉末混合制备铝合金,能够避免形成有害的金属间化合物,避免增材制造过程中形成的金属间化合物恶化材料的成形性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及增材制造,具体涉及一种增材制造耐热铝合金的制备方法及其应用


技术介绍

1、常用铝合金内部析出的al2cu、mg2si、mg2zn等强化相,在200°c以上服役时,会迅速粗化,造成铝合金强度急剧下降。提升铝合金耐热性能的主要策略是在基体内部形成高体积分数的热稳定强化相,以利用强化相对位错、晶界的有效钉扎作用来提升铝合金的高温综合性能。

2、目前耐热铝合金主要包括铸造耐热铝合金、快速凝固耐热铝合金和增材制造耐热铝合金。铸造耐热铝合金,主要包括al-si、al-cu和al-mg系。通过添加zr、sc、fe、mn、ni、ti等元素可以形成高温稳定相,例如al20cu2mn3、al15mn3si2、al3zr、al3sc、al(mn,fe)si等,能够提高铸造铝合金的高温性能。快速凝固技术相比传统铸造工艺能够极大提高合金的凝固速度以及合金元素在铝基体中的过饱和固溶度,促使形成更高体积分数和热稳定的细小弥散相,进而有效提高合金的强度与耐热性能。快速凝固铝合金主要是al-fe系合金。快速凝固耐热铝合金主要工艺包括平面流铸造法、气雾化法、喷射沉积法。增材制造耐热铝合金主要包括如下三种:(1)传统增材制造用铝合金如alsi10mg合金,其增材制造工艺适应性好,但是该种合金的高温性能极差,使用温度一般在100℃以下,不能作为一种耐热铝合金使用。(2)通过添加sc,zr等元素或者tib2,tic等陶瓷颗粒开发的增材制造用高强度铝合金,一般具有良好的室温性能,但是高温性能较差,难以用作耐热铝合金。(3)专门开发的适配增材制造的高强度铝合金一般含有较高的稀土元素,如alcesczr等,整体成本较高。

3、鉴于此,提出本专利技术。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种增材制造耐热铝合金的制备方法及其应用,以解决现有技术中存在的技术问题。

2、为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案是:一种增材制造耐热铝合金的制备方法,包括如下步骤:

3、s1:以alsi10mg合金粉末为基础材料;

4、改性粉末材料为al-ce中间合金粉末、al-sc中间合金粉末、al-zr中间合金粉末、al-fe中间合金粉末、al-v中间合金粉末、al-ag中间合金粉末、al-cu中间合金粉末、al-si中间合金粉末、al-mn中间合金粉末、al-mg中间合金粉末、al-ti中间合金粉末、al-ni中间合金粉末、al-cr中间合金粉末、al-zn中间合金粉末、al-ti-c中间合金粉末中的一种或多种;

5、所述基础材料与所述改性粉末材料粒径一致;

6、s2:选取的不同合金成分、不同质量的一种或多种的所述改性粉末材料与所述alsi10mg合金粉末进行均匀混合,混合时间不少于5个小时;

7、s3:通过改变激光功率、激光扫描速度和激光扫描间距制备致密的耐热铝合金。

8、可选实施例中,s1中,所述al-ti-c中间合金粉末为al-ti-b中间合金粉末或al-ti-c-b中间合金粉末替代。

9、可选实施例中,所述改性粉末材料选取一种或多种。

10、可选实施例中,

11、s2中,选取al-cu中间合金粉末作为改性粉末材料,与所述alsi10mg合金粉末混合6个小时。

12、可选实施例中,

13、s2中,选取al-cu中间合金粉末、al-sc中间合金粉末、al-ni中间合金粉末作为改性粉末材料,与所述alsi10mg合金粉末混合8个小时。

14、可选实施例中,

15、s2中,选取al-ce中间合金粉末、al-sc中间合金粉末、al-zr中间合金粉末和al-v中间合金粉末作为改性粉末材料,与所述alsi10mg合金粉末混合10个小时。

16、可选实施例中,

17、s2中,选取al-ni中间合金粉末、al-mn中间合金粉末、al-sc中间合金粉末、al-zr中间合金粉末和al-ti-c-b中间合金粉末作为改性粉末材料,与所述alsi10mg合金粉末混合24个小时。

18、可选实施例中,

19、s2中,选取al-mg中间合金粉末、al-ag中间合金粉末、al-sc中间合金粉末、al-zr中间合金粉末和al-zn中间合金粉末作为改性粉末材料,与所述alsi10mg合金粉末混合8个小时。

20、另一方面,本专利技术实施例还提供了一种铝合金构件,应用如上所述的增材制造耐热铝合金的制备方法制备的铝合金。

21、本专利技术的有益效果在于:

22、(1)本专利技术中的增材制造铝合金制备方法与传统铸造或快速凝固方法相比,能够直接成形复杂耐热铝合金构件。且采用alsi10mg合金作为基材,能够保证材料具有良好的打印性能。

23、(2)本专利技术采用机械混粉的方法,通过加入不同含量的中间合金来调控铝合金的成分,可方便、快捷的改变铝合金成分,加速新型合金设计与制造过程。尤其需要指出的是,采用多种中间合金粉末混合,而非单质元素,能够避免形成有害的金属间化合物,避免增材制造过程中形成的金属间化合物恶化材料的成形性能(导致试样内部形成裂纹甚至宏观开裂)。此外,采用多种中间合金粉末混合,混合时是不同的铝合金粉末相互混合,粉末的密度相当,粒径范围一致,容易获得较为均匀的铝合金混合粉末,并且在存放和后续运输过程中不易沉降分层,可保证粉末的均匀性和性能的稳定性。

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【技术保护点】

1.一种增材制造耐热铝合金的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的增材制造耐热铝合金的制备方法,其特征在于,S1中,所述Al-Ti-C中间合金粉末为Al-Ti-B中间合金粉末或Al-Ti-C-B中间合金粉末替代。

3.如权利要求1或2所述的增材制造耐热铝合金的制备方法,其特征在于,所述改性粉末材料选取一种或多种。

4.如权利要求1所述的增材制造耐热铝合金的制备方法,其特征在于,

5.如权利要求1所述的增材制造耐热铝合金的制备方法,其特征在于,

6.如权利要求1所述的增材制造耐热铝合金的制备方法,其特征在于,

7.如权利要求2所述的增材制造耐热铝合金的制备方法,其特征在于,

8.如权利要求1所述的增材制造耐热铝合金的制备方法,其特征在于,

9.一种铝合金构件,应用如权利要求1-8任一项所述的增材制造耐热铝合金的制备方法制备的铝合金。

【技术特征摘要】

1.一种增材制造耐热铝合金的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的增材制造耐热铝合金的制备方法,其特征在于,s1中,所述al-ti-c中间合金粉末为al-ti-b中间合金粉末或al-ti-c-b中间合金粉末替代。

3.如权利要求1或2所述的增材制造耐热铝合金的制备方法,其特征在于,所述改性粉末材料选取一种或多种。

4.如权利要求1所述的增材制造耐热铝合金的制备方法,其特...

【专利技术属性】
技术研发人员:王协彬张进哲王桂龙
申请(专利权)人:山东大学
类型:发明
国别省市:

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