【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有色金属材料，特别涉及一种适用于电弧3d打印的耐热铝合金材料及其制备方法。
技术介绍
1、增材制造技术采用逐层累加材料的方式快速制造形状复杂零件，相较于传统的减材制造、粉末冶金制造技术，增材制造技术无需多余的夹具，模具和大型热加工设备，可制造内腔复杂的工件，实现轻量化减重、个性化定制、制造成本降低和易于修复与再制造等优点。
2、目前，应用最普遍的增材制造技术之一是激光粉末床熔融技术(powder bedfusion-laser beam,pbf-lb)，其加工由计算机设置好的路径，运用激光对铺粉器预铺的一层金属粉末进行扫描，金属粉末熔化且与前一层构成冶金，进而形成实体。但铝合金粉末材料制粉困难、利用率低、成本高。目前，已经工业化应用的激光粉末床熔覆铝合金主要为中等强度的al-si体系中的alsi10mg(zl 202111590710.0)和al-mg-sc系稀土铝合金；以及高强度的al-mn-mg-sc-zr系(zl 202111620782.5)、al-zn-mg-zr(zl 201980053543.0)系铝合金。alsi10mg合金的室温抗拉强度为455mpa，延伸率为6％，合金致密度可达98％以上。al-mg-sc-zr合金的室温抗拉强度为382mpa，延伸率为18％。而al-mn-mg-sc-zr系(zl202111620782.5)、al-zn-mg-zr(zl 201980053543.0)系铝合金经过3d打印成型后强度可以达到500mpa以上。专利文献1(公开号：cn109202062
3、与之对应的则是电弧增材制造技术(waam),它是利用分层叠加制造原理，以金属丝材为原料，通过电弧提供热源熔化丝材，并逐层堆积从而形成金属复杂结构零件毛坯的近净成形技术。该方法的材料利用率相对较高，具有成本低的特点。其要求首先把增材制备成丝材，一般直径为0.6-1.5mm。这就要求增材合金不仅具有优异的增材成形工艺性与高的力学性能，而且还要求优良的增材前的丝材成形工艺性。目前，采用waam方法增材制造的铝合金有如下几类：一是现有成熟的工业化铝合金，如2319、2219、5183等合金，它们的室温抗拉强度为260-290mpa，延伸率为5.6％。另一类则是以不同特定性能目标为导向，通过成分设计及丝材制备获得适用于电弧增材制造的铝合金材料及制备工艺。比如以高强度为目标的电弧增材铝合金技术(zl202211342950.3、zl202010110340.5)；以轻量化为目标的电弧增材铝合金技术(zl202010110318.0、zl202110275417.9)；以获得高表面张力的电弧增材铝合金技术(zl202210505416.3)，以及以提高电弧增材制品耐热性能的al-ce、al-si丝材制备技术(zl202210770787.4、zl202010105755.3)。但是，这些即使是以提高耐热性能为目标的专利技术，它们最终能够达到的高温力学性能都不高。其中，zl202210770787.4专利文献报道的室温拉伸性能为200-220mpa，200℃拉伸性能仅为174-205mpa；zl202010105755.3专利文献报道的室温强度为370-372mpa，200℃拉伸强度也只有为265-269mpa。如此低的高温力学性能根本无法满足先进航天飞行器的要求。
技术实现思路
1、为了解决电弧增材铝合金材料高温力学性能不足的问题，本专利技术提供了一种适用于电弧3d打印的耐热铝合金材料，该耐热铝合金材料拥有良好的室温力学性能和高温力学性能，可适用于航空航天飞行器构件的制造。
2、本专利技术还提供了一种适用于电弧3d打印的耐热铝合金材料的制备方法。
3、本专利技术通过以下技术方案实现：
4、本专利技术提供一种适用于电弧3d打印的耐热铝合金材料，以质量分数计，所述耐热铝合金材料的化学成分为：
5、cu:5.7～7.0％,mg:0.11～0.35％,ag:0.7～1.5％,mn:0.2～0.6％,ti:0.10～
6、0.35％,v:0.1～0.4％,zr:0.01～0.10％,cd:0.1～0.3％,ce:0.01～0.1％,cr:0.1～0.35％,b:0.01～0.05％,fe≤0.06％,si≤0.06％；余量为al以及其它不可避免的杂质元素；
7、其中，cu和mg的质量比cu/mg≥20。
8、优选的，以质量分数计，所述耐热铝合金材料的化学成分为：
9、cu:6.0～6.5％,mg:0.13～0.25％,ag:0.8～1.2％,mn:0.25～0.40％,ti:0.20～0.30％,v:0.18～0.25％,zr:0.05～0.10％,cd:0.15～0.30％,ce:0.02～0.07％,cr:0.1～0.2％,b:0.02～0.05％,fe≤0.06％,si≤0.06％；余量为al以及其它不可避免的杂质元素；
10、其中，cu和mg的质量比cu/mg≥25。
11、适用于同一专利技术构思，本专利技术提供一种适用于电弧3d打印的耐热铝合金材料的制备方法，所述制备方法包括：
12、将预热后的纯金属al、mg、ag和cd，以及中间合金al-cu、al-mn、al-v、al-zr、al-ti、al-ce、al-cr和al-ti-b进行熔炼，后进行浇铸，得到铸锭；
13、将所述铸锭进行热挤压或热轧，获得铝杆；
14、将所述铝杆进行多次拉拔，每次拉拔后进行中间退火处理，获得目标尺寸丝材；
15、通过电弧3d打印工艺将所述丝材加工成al-cu-ag合金构件；
16、将所述al-cu-ag合金构件进行高温固溶处理，水淬后进行人工时效处理，获得耐热铝合金材料。
17、进一步的，所述将将预热后的纯金属al、mg、ag和cd，以及中间合金al-cu、al-mn、al-v、al-zr、al-ti、al-ce、al-cr和al-ti-b进行熔炼，后进行浇铸，得到铸锭，具体包括：
18、将预热后的纯金属a本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于电弧3D打印的耐热铝合金材料，其特征在于，以质量分数计，所述耐热铝合金材料的化学成分为：
2.根据权利要求1所述的一种适用于电弧3D打印的耐热铝合金材料，其特征在于，以质量分数计，所述耐热铝合金材料的化学成分为：
3.如权利要求1或2所述的一种适用于电弧3D打印的耐热铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
4.根据权利要求3所述的一种适用于电弧3D打印的耐热铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述将将预热后的纯金属Al、Mg、Ag和Cd，以及中间合金Al-Cu、Al-Mn、Al-V、Al-Zr、Al-Ti、Al-Ce、Al-Cr和Al-Ti-B进行熔炼，后进行浇铸，得到铸锭，具体包括：
5.根据权利要求3所述的一种适用于电弧3D打印的耐热铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述将所述铸锭进行热挤压或热轧，获得铝杆，具体包括：
6.根据权利要求3所述的一种适用于电弧3D打印的耐热铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述将所述铝杆进行多次拉拔，每次拉拔后进行中间退火处理，获得目标尺寸丝材，具体包括：p>
7.根据权利要求3所述的一种适用于电弧3D打印的耐热铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述通过电弧3D打印工艺将所述丝材加工成Al-Cu-Ag合金构件，具体包括：
8.根据权利要求3所述的一种适用于电弧3D打印的耐热铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述将所述Al-Cu-Ag合金构件进行高温固溶处理，水淬后进行人工时效处理，获得耐热铝合金材料，具体包括：
9.根据权利要求7所述的一种适用于电弧3D打印的耐热铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述基板采用Al-Cu系铝合金，所述电弧3D打印工艺的工艺参数如下：
10.如权利要求3-9中任一项所述的制备方法在制备航空航天飞行器构件中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于电弧3d打印的耐热铝合金材料，其特征在于，以质量分数计，所述耐热铝合金材料的化学成分为：
2.根据权利要求1所述的一种适用于电弧3d打印的耐热铝合金材料，其特征在于，以质量分数计，所述耐热铝合金材料的化学成分为：
3.如权利要求1或2所述的一种适用于电弧3d打印的耐热铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
4.根据权利要求3所述的一种适用于电弧3d打印的耐热铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述将将预热后的纯金属al、mg、ag和cd，以及中间合金al-cu、al-mn、al-v、al-zr、al-ti、al-ce、al-cr和al-ti-b进行熔炼，后进行浇铸，得到铸锭，具体包括：
5.根据权利要求3所述的一种适用于电弧3d打印的耐热铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述将所述铸锭进行热挤压或热轧，获得铝杆，具体包括：
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