【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铝合金焊丝，具体而言，涉及一种颗粒增强型7xxx铝合金焊丝及其制备方法和应用。
技术介绍
1、铝合金具有低密度、高比强度、高断裂韧性以及良好的加工成形性，被广泛应用于交通运输、建筑家居以及航空航天等众多领域中。其中，作为超硬铝合金的7xxx系al-zn-mg-cu合金，因具有高强度低密度的特点，成为轻质高强结构材料的热点之一。如二十世纪六七十年代，7075铝合金作为飞机上承放电子设备的支架材料使用。
2、但随着复合材料的快速发展，颗粒增强铝基复合材料因其优异的性能已成为替代传统铝合金的典型材料。如sic/6092铝基复合材料替代原有的2xxx铝合金，刚度是原有材料的1.5倍，使用寿命提高了20多倍。铝基复合材料的大面积应用必然伴随着材料的连接过程，而铝基复合材料的高强度特性决定了传统的5356铝合金焊丝、6061铝合金焊丝、甚至7075铝合金焊丝无法满足材料的强度要求。
3、颗粒增强型铝基复合材料兼具铝合金的低密度特性，同时在颗粒增强的作用下，材料的力学性能特别是强度明显提升。
4、例如，专利cn108823448a采用3％-5％sic粉末、tio2溶胶进行混合煅烧反应生成tic和sio2，再与熔融态铝合金依次进行第二混合和浇铸得到sic颗粒增强铝基复合材料，其中tic和sio2作为过渡层提高sic与熔融铝的界面结合，改善sic颗粒在铝熔液中的分散性，以此提高复合材料的强度。但是，该专利采用搅拌铸造法，由于颗粒增强体与铝熔体的性质差异，导致增强体含量有着上限要求(一般质量分数不超
5、又如，专利cn105714137a采用粉末冶金技术经过烘干、混粉、冷等静压成型、热等静压烧结、去除坯料等工艺得到大尺寸、薄壁化、高弹性模量等综合性能优良的铝基复合材料。该专利是采用粉末冶金法制备薄壁化的板材，虽然增强相含量可以达到高占比的要求，但是采用冷等静压和热等静压等复杂工艺，制造成本高。
6、此外，采用粉末烧结法制备的铝基复合材料其氧含量及杂质元素难以控制，不宜用作二次重熔用的焊接材料，易形成缺陷，降低焊缝力学性能。
7、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的在于提供一种颗粒增强型7xxx铝合金焊丝，其中增强颗粒体积占比不低于5％，该颗粒增强型7xxx铝合金焊丝既能当作铝基复合材料的焊接材料，又能作为增材材料通过电弧增材技术进行大型复杂结构件的制造。解决了现有铝合金焊丝采用搅拌铸造法存在的增强颗粒分布不均以及难以浇铸成复杂结构件的问题。
2、本专利技术的第二目的在于提供一种颗粒增强型7xxx铝合金焊丝的制备方法。
3、本专利技术的第三目的在于提供所述的颗粒增强型7xxx铝合金焊丝在焊接以及电弧增材制造中的应用。
4、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
5、本专利技术提供了一种颗粒增强型7xxx铝合金焊丝，主要由al-zn-mg-cu合金粉末和增强颗粒制成；
6、其中，所述增强颗粒的体积占所述al-zn-mg-cu合金粉末与所述增强颗粒体积之和的5％～25％。
7、本专利技术又提供了所述的颗粒增强型7xxx铝合金焊丝的制备方法，包括如下步骤：
8、含有al-zn-mg-cu合金粉末和增强颗粒的混合料装入铝壳后，进行第一热挤压，得到棒料；
9、所述棒料经表面车削处理后，进行第二热挤压，之后经过辊模轧制工艺得到半成品，半成品经过模具整形后得到所述颗粒增强型7xxx铝合金焊丝。
10、本专利技术还提供了所述的颗粒增强型7xxx铝合金焊丝在焊接以及电弧增材制造中的应用。
11、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
12、(1)本专利技术提供的颗粒增强型7xxx铝合金焊丝，其中增强颗粒的体积占比不低于5％，该焊丝既可用于增强型铝合金材料的焊接，也可用于高强度复杂结构件的电弧增材制造。
13、(2)本专利技术提供的颗粒增强型7xxx铝合金焊丝的制备方法制得的焊丝中增强颗粒均匀分布，在增材的过程中由于材料的遗传效应使得样件中增强颗粒也可以均匀分布，从而提高样件性能。
14、(3)本专利技术提供的颗粒增强型7xxx铝合金焊丝的制备方法，增材后材料强度、硬度均提升，同时还可采用增材技术对破损部位进行修复，维护简单高效，并大幅降低成本。
15、(4)本专利技术提供的颗粒增强型7xxx铝合金焊丝的制备方法，采用纯铝壳体作为保护措施，在焊丝表面形成光滑的纯铝皮，可以减小焊丝表面粗糙度，进而改善焊丝送丝性。
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1.一种颗粒增强型7XXX铝合金焊丝，其特征在于，主要由Al-Zn-Mg-Cu合金粉末和增强颗粒制成；
2.根据权利要求1所述的颗粒增强型7XXX铝合金焊丝，其特征在于，所述增强颗粒的体积占所述Al-Zn-Mg-Cu合金粉末与所述增强颗粒体积之和的10％～20％。
3.根据权利要求1所述的颗粒增强型7XXX铝合金焊丝，其特征在于，所述Al-Zn-Mg-Cu合金粉末包括按照质量百分比计的如下组分：Zn5.9％～8.8％，Mg 1.4％～3.1％，Cu1.3％～2.2％，Cr≤0.2％，余量为Al及其他不可避免的杂质；
4.根据权利要求1所述的颗粒增强型7XXX铝合金焊丝，其特征在于，所述增强颗粒包括SiC、Al2O3和WC中的至少一种；
5.根据权利要求1所述的颗粒增强型7XXX铝合金焊丝，其特征在于，所述颗粒增强型7XXX铝合金焊丝主要由所述Al-Zn-Mg-Cu合金粉末和所述增强颗粒通过粉末冶金法制得；
6.如权利要求1～5任一项所述的颗粒增强型7XXX铝合金焊丝的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.
8.根据权利要求6所述的颗粒增强型7XXX铝合金焊丝的制备方法，其特征在于，所述棒料的直径为30～45mm；
9.根据权利要求6所述的颗粒增强型7XXX铝合金焊丝的制备方法，其特征在于，经过所述表面车削处理后，所述棒料的表面上具有铝皮；
10.如权利要求1～5任一项所述的颗粒增强型7XXX铝合金焊丝在焊接以及电弧增材制造中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种颗粒增强型7xxx铝合金焊丝，其特征在于，主要由al-zn-mg-cu合金粉末和增强颗粒制成；
2.根据权利要求1所述的颗粒增强型7xxx铝合金焊丝，其特征在于，所述增强颗粒的体积占所述al-zn-mg-cu合金粉末与所述增强颗粒体积之和的10％～20％。
3.根据权利要求1所述的颗粒增强型7xxx铝合金焊丝，其特征在于，所述al-zn-mg-cu合金粉末包括按照质量百分比计的如下组分：zn5.9％～8.8％，mg 1.4％～3.1％，cu1.3％～2.2％，cr≤0.2％，余量为al及其他不可避免的杂质；
4.根据权利要求1所述的颗粒增强型7xxx铝合金焊丝，其特征在于，所述增强颗粒包括sic、al2o3和wc中的至少一种；
5.根据权利要求1所述的颗粒增强型7xxx铝合金焊丝，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：王博，林中强，孟宪旗，黄智恒，吴桐，邓建峰，费文潘，潘杭元，张永冲，
申请(专利权)人：中国机械总院集团宁波智能机床研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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