[發明專利]一種鋁合金薄壁零件激光立體成形方法

有效

• 申請號: 201810832007.8
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN108889946B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 李俐群;陶汪;王憲;曲勁宇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y10/00
• 代理公司: 23109 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 賈澤純

一種鋁合金薄壁零件激光立體成形方法，它涉及一種鋁合金零件的激光增材制造方法。本發明是要解決現有的鋁合金薄壁零件在激光立體成形增材制造過程中存在塌陷和氣孔的技術問題。本發明：一、基板清洗；二、粉末烘干；三、激光增材制造。本發明可以有效的解決鋁合金在激光立體成形過程中的塌陷問題，使用本發明的鋁合金薄壁零件激光立體成形方法打印的鋁合金零件，每層提升高度穩定，可以穩定生長200層以上，內部氣孔直徑小于0.2mm，成形零件的致密度為99％以上，鋁合金薄壁的厚度為1mm～3mm。

技術領域

本發明涉及一種鋁合金零件的激光立體成形方法。

背景技術

金屬增材制造近些年得到了很大的發展，尤其是使用鈦合金鎳合金的增材制造技術目前發展的已經相對較成熟，國內和國際通過激光立體成形技術進行增材制造的鈦合金零件已經成功應用于飛機中。

但是與之不同的是，鋁合金激光立體成形增材制造的發展卻嚴重不足。鋁合金在激光立體成形過程中塌陷和氣孔等問題仍然得不到很好的解決。國內外有一些學者對鋁合金激光立體成形進行了研究，但是大多數研究打印的薄壁鋁合金零件都只打印了十幾層或者幾十層，做的也都是基礎研究，幾乎沒有成形的薄壁零件。

發明內容

本發明是要解決現有的鋁合金薄壁零件在激光立體成形增材制造過程中存在塌陷和氣孔的技術問題，而提供一種鋁合金薄壁零件激光立體成形方法。

本發明的一種鋁合金薄壁零件激光立體成形方法是按以下步驟進行的：

一、基板清洗：將鋁合金基板在溫度為40℃～60℃的氫氧化鈉水溶液中浸泡腐蝕5min～10min后取出，然后將鋁合金基板置于冷水中沖洗2min～3min，再將鋁合金基板置于質量分數為30％的硝酸溶液中浸泡5min～10min以中和余堿，再用冷水沖洗2min～3min，最后在60℃～100℃的烘干爐內烘干；所述的氫氧化鈉水溶液的質量分數為8％～10％；

二、粉末烘干：將鋁合金粉末放置在烘干爐中，在溫度為60℃～120℃的條件下烘干1h～5h；

三、激光增材制造：

①、在增材制造前10min～20min，將鋁合金基板從步驟一的烘干爐中取出，用丙酮擦拭鋁合金基板的表面；

②、激光立體成形：將步驟二中烘干后的鋁合金粉末放入送粉器中，調節鋁合金粉末的焦點匯聚在鋁合金基板的表面，調節激光的焦點匯聚在鋁合金基板表面以下2mm～10mm；

③、啟動送粉器，使用送粉噴嘴送粉，送粉速度為2.5g/min～6.5g/min，然后開啟光纖激光器，掃描速度為1m/min～1.2m/min，打印過程中，每層提升高度為0.2mm～0.6mm，激光的功率如下：

從第一層至五十層的激光功率逐層遞減，

且第一層到第五層的激光功率為1200W～1400W；

第六層到第十層的激光功率為1100W～1250W；

第十一到第二十層的激光功率為1000W～1200W；

第二十層到第五十層的激光功率為900W～1000W；

第五十層以上的激光功率為900W～950W。