【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电弧增材制造专用材料领域，尤其涉及一种电弧增材制造用镁合金丝材及其制备方法。
技术介绍
1、镁及镁合金是目前较轻的工程结构材料之一。镁的密度为1.74g/cm3，与多数工程塑料相当。镁合金是以镁为基础加入其它元素组成的合金，具有较高的比强度和比刚度，良好的尺寸稳定性、导热导电性，以及优异的铸造、切削加工性能，并具有高阻尼、电磁屏蔽、资源丰富、易回收利用等优点，被誉为“21世纪绿色工程材料”，在武器装备、航空航天和机械制造等领域具有广阔的应用前景。
2、然而，传统铸、锻、焊等工艺制造镁合金构件时，存在周期长、成本高、材料利用率低、产品适应性差等问题，极大地限制了镁合金在关键领域的应用和推广。而镁合金电弧增材制造技术以电弧为热源、镁合金丝材为填充金属，不易产生未熔合等缺陷，成形效率高、材料利用率高、结构可设计性强，适用于大型复杂镁合金构件的整体快速制造。随着镁合金产品的用量增多，镁合金焊接结构件也逐渐增加，对镁合金焊丝的需求不断增加。
3、目前镁合金构件电弧增材制造通常采用商用焊丝，往往流动性强，堆积成形性较差，表面易塌陷，易形成气孔及变形，使役性能降低；现有技术中的镁合金无法满足增材制造丝材要求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种电弧增材制造用镁合金丝材及其制备方法，本专利技术提供的电弧增材制造用镁合金丝材能够满足电弧增材制造连续成形的需求，经电弧增材制造制备的镁合金构件具有良好的强度和塑性。
2、为了实现上述专利技术目
3、本专利技术提供了一种电弧增材制造用镁合金丝材，按质量百分数计，包括al 9.8～11.7％，zn 8.2～10.1％，mn 0.43～0.61％，sb 0.32～0.59％，fe≤0.003％，si≤0.05％，ni≤0.001％，cu≤0.025％，be≤0.003％和余量的镁。
4、优选的，所述的电弧增材制造用镁合金丝材，按质量百分数计，包括al 10～11％，zn 8.5～10％，mn 0.49～0.6％，sb 0.35～0.5％，fe≤0.002％，si≤0.04％，ni≤0.008％，cu≤0.02％，be≤0.002％和余量的镁。
5、优选的，所述的电弧增材制造用镁合金丝材，按质量百分数计，包括al 10.5～10.8％，zn 8.9～9.5％，mn 0.53～0.58％，sb 0.4～0.48％，fe≤0.001％，si≤0.02％，ni≤0.005％，cu≤0.01％，be≤0.001％和余量的镁。
6、本专利技术还提供了上述技术方案所述的电弧增材制造用镁合金丝材的制备方法，包括以下步骤：
7、(1)将合金原料进行真空熔炼后浇铸，得到铸锭；
8、(2)将所述步骤(1)得到的铸锭进行挤压，得到线坯；
9、(3)将所述步骤(2)得到的线坯加热后连续挤压，得到线材；
10、(4)将所述步骤(3)得到的线材进行拉拔得到丝材；
11、(5)将所述步骤(4)得到的丝材进行刮削表面处理，得到电弧增材制造用镁合金丝材。
12、优选的，所述步骤(2)中的挤压的温度为380～450℃，挤压的速度为1.3～1.8m/min，挤压比为9～10，所述线坯的直径为9.5～10mm。
13、优选的，所述步骤(3)中的线坯加热的温度为250～400℃，线坯加热的时间为3～4.5h。
14、优选的，所述步骤(3)中的连续挤压的温度为380～400℃，连续挤压的速度为5～10m/s，所述线材的直径为9～9.3mm。
15、优选的，所述步骤(4)中所述拉拔的次数为三次，每次拉拔后进行热处理。
16、优选的，所述拉拔中第一次拉拔的直径变化为(9～9.3)mm-(5.5～6)mm，第二次拉拔的直径变化为(5.5～6)mm-(4.2～4.6)mm-(3.3～3.5)mm，第三次拉拔的直径变化为(3.3～3.5)mm-(2.4～2.6)mm-(1.4～1.6)mm。
17、优选的，所述第一次拉拔后热处理的温度为200～210℃，热处理的时间为1～1.5h；所述第二次拉拔后热处理的温度为200～210℃，热处理的时间为2～2.5h。
18、本专利技术提供了一种电弧增材制造用镁合金丝材，按质量百分数计，包括al 9.8～11.7％，zn 8.2～10.1％，mn 0.43～0.61％，sb 0.32～0.59％，fe≤0.003％，si≤0.05％，ni≤0.001％，cu≤0.025％，be≤0.003％和余量的镁。本专利技术提供的电弧增材制造用镁合金丝材通过适量al元素使合金的结晶温度范围变小、晶粒变细、热裂及缩松倾向明显得到改善，进而提高合金材料的抗拉强度和疲劳强度；适量zn元素可以加强镁合金的晶界和晶粒，提高镁合金的抗拉强度和屈服强度；同时zn元素在镁合金中的加入可以形成硬质的固溶体和mgzn2相，提高合金的硬度和强度；适量mn可以与镁形成均匀的固溶体，增加晶格的稳定性和结晶温度，同时使镁合金的晶粒细化，从而提高镁合金的抗拉强度和硬度；而且mn元素能够减缓镁合金的晶格滑移，从而改善镁合金的可塑性和变形性能；适量sb可以增加弥散、均匀分布的形核质点，达到细化晶粒的效果，从而提高镁合金的抗拉强度和硬度，同时sb的加入可以降低镁合金的流动性，使电弧增材制造镁合金成形性更好；在各元素的共同作用下，提高了镁合金丝材的性能，使其堆积态具有良好的强度和塑性，能够满足电弧增材制造连续成形的需求。实施例的结果显示，本专利技术提供的电弧增材制造用镁合金丝材熔覆金属的抗拉强度为261～295mpa，屈服强度为178～201mpa，伸长率为10.3～14.3％。
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1.一种电弧增材制造用镁合金丝材，按质量百分数计，包括Al9.8～11.7％，Zn 8.2～10.1％，Mn 0.43～0.61％，Sb 0.32～0.59％，Fe≤0.003％，Si≤0.05％，Ni≤0.001％，Cu≤0.025％，Be≤0.003％和余量的镁。
2.根据权利要求1所述的电弧增材制造用镁合金丝材，其特征在于，按质量百分数计，包括Al 10～11％，Zn 8.5～10％，Mn 0.49～0.6％，Sb0.35～0.5％，Fe≤0.002％，Si≤0.04％，Ni≤0.0008％，Cu≤0.02％，Be≤0.002％和余量的镁。
3.根据权利要求2所述的电弧增材制造用镁合金丝材，其特征在于，按质量百分数计，包括Al 10.5～10.8％，Zn 8.9～9.5％，Mn 0.53～0.58％，Sb0.4～0.48％，Fe≤0.001％，Si≤0.02％，Ni≤0.0005％，Cu≤0.01％，Be≤0.001％和余量的镁。
4.权利要求1～3任意一项所述的电弧增材制造用镁合金丝材的制备方法，包括以下步骤：
5.根据权利
6.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的加热的温度为250～400℃，加热的时间为3～4.5h。
7.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的连续挤压的温度为380～400℃，连续挤压的速度为5～10m/s，所述线材的直径为9～9.3mm。
8.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中拉拔的次数为三次，每次拉拔后进行热处理。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述拉拔中第一次拉拔的直径变化为(9～9.3)mm-(5.5～6)mm，第二次拉拔的直径变化为(5.5～6)mm-(4.2～4.6)mm-(3.3～3.5)mm，第三次拉拔的直径变化为(3.3～3.5)mm-(2.4～2.6)mm-(1.4～1.6)mm。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述第一次拉拔后热处理的温度为200～210℃，热处理的时间为1～1.5h；所述第二次拉拔后热处理的温度为200～210℃，热处理的时间为2～2.5h。
...【技术特征摘要】
1.一种电弧增材制造用镁合金丝材，按质量百分数计，包括al9.8～11.7％，zn 8.2～10.1％，mn 0.43～0.61％，sb 0.32～0.59％，fe≤0.003％，si≤0.05％，ni≤0.001％，cu≤0.025％，be≤0.003％和余量的镁。
2.根据权利要求1所述的电弧增材制造用镁合金丝材，其特征在于，按质量百分数计，包括al 10～11％，zn 8.5～10％，mn 0.49～0.6％，sb0.35～0.5％，fe≤0.002％，si≤0.04％，ni≤0.0008％，cu≤0.02％，be≤0.002％和余量的镁。
3.根据权利要求2所述的电弧增材制造用镁合金丝材，其特征在于，按质量百分数计，包括al 10.5～10.8％，zn 8.9～9.5％，mn 0.53～0.58％，sb0.4～0.48％，fe≤0.001％，si≤0.02％，ni≤0.0005％，cu≤0.01％，be≤0.001％和余量的镁。
4.权利要求1～3任意一项所述的电弧增材制造用镁合金丝材的制备方法，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的挤压的温度为3...
【专利技术属性】
技术研发人员：张力力，白浩，赵思博，王占锋，贺武，王帅鹏，任朝辉，
申请(专利权)人：西安华力装备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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