一种3D打印用低成本高强度Al-Cu合金粉末材料及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种3D打印用低成本高强度Al‑Cu合金粉末材料及其应用，属于激光增材制造领域。本发明专利技术Al‑Cu合金不含贵重化学元素，成本低；利用Zr和Er元素促进凝固组织异质形核的特点，细化晶粒，降低Al‑Cu合金裂纹敏感性，提高3D打印铝合金构件工艺适应性；热处理后，弥散的Al<subgt;3</subgt;Zr和Al<subgt;3</subgt;(Er,Zr)纳米粒子可以进一步提高铝合金的强韧性；其力学性能达到或超过了含Sc铝合金水平，较优实施例中，抗拉强度≥550MPa，屈服强度≥450MPa，延伸率≥14%。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光增材制造，具体讲是一种3d打印用低成本高强度al-cu合金粉末材料及其应用。

技术介绍

1、激光增材制造技术（简称3d打印）主要用于高精度、复杂形状金属零部件的近净成形，为航空航天、兵器装备、生物医疗和智能机器人等领域关键部件的材料-结构-功能一体化设计提供了巨大动力。目前，可实现激光3d打印的金属材料包括钢铁、钛合金、铝合金、铜合金、高温合金以及高熵合金等。其中，铝合金密度低、比强度高且耐蚀性好，是结构轻量化设计的首选材料。

2、然而，由于铝合金高激光反射率、高热导率和粉末吸水性强的物理特性，使得3d打印铝合金工艺窗口较窄、组织性能调控困难。此外，基于传统制备工艺下设计的高强铝合金，如2000al和7000al合金，通常具有较宽的凝固温度区间和高热裂纹敏感性，气孔和热裂纹的存在使其力学性能远远低于铸态铝合金水平，甚至无法3d打印成形。因此，针对激光增材制造技术，开发3d打印专用高强铝合金十分必要，也是铝合金构件激光增材制造技术替代传统工艺并面向工业应用过程中亟需解决的问题。

3、目前，用来改善3d打印铝合金的成形本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种3D打印用低成本高强度Al-Cu合金粉末材料，其特征在于，按质量百分含量计，包含如下化学成分：Cu：3.0-5.0wt％；Mg：0.5-2.0wt％；Zr：0.9-2.0wt％；Er：0.2-1.0wt％；Mn：0.5-1.0wt％；其余为Al及不可避免的杂质；所述Cu和Mg的总和为4.5-6.7wt％，Zr和Er的总和小于等于2.2wt％，杂质元素的总和小于等于0.1wt%。

2.根据权利要求1所述3D打印用低成本高强度Al-Cu合金粉末材料，其特征在于，粉末粒径在15-63μm范围内呈正态分布，且其含氧量小于等于500ppm。

3.根据权利要求2所述3...

【技术特征摘要】

1.一种3d打印用低成本高强度al-cu合金粉末材料，其特征在于，按质量百分含量计，包含如下化学成分：cu：3.0-5.0wt％；mg：0.5-2.0wt％；zr：0.9-2.0wt％；er：0.2-1.0wt％；mn：0.5-1.0wt％；其余为al及不可避免的杂质；所述cu和mg的总和为4.5-6.7wt％，zr和er的总和小于等于2.2wt％，杂质元素的总和小于等于0.1wt%。

2.根据权利要求1所述3d打印用低成本高强度al-cu合金粉末材料，其特征在于，粉末粒径在15-63μm范围内呈正态分布，且其含氧量小于等于500ppm。

3.根据权利要求2所述3d打印用低成本高强度al-cu合金粉末材料，其特征在于，所述粉末材料采用真空气雾化法制备而成，雾化气体为纯度大于99.9%的高纯氩气。

4.一种权利要求1-3中任意一项所述3d打印用低成本高强度al-cu合金粉末材料的应用，其特征在于，用于制备铝合金构件，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述3d打印用低成本高强度al-cu合金粉末材料的应用，其特征在于，步骤1）具体为，利用三维建模软件构建所需零件的三维模型，将该模型转换为stl文件，随后进行分层离散化处理，设...

【专利技术属性】
技术研发人员：马国楠，鲁仁义，赵文天，张会华，杨鹏伟，樊子煜，钟亮，杨广，
申请(专利权)人：中国兵器科学研究院宁波分院，
类型：发明
国别省市：