[發明專利]一種高強度鋁鋅合金的3D打印工藝方法

在審

• 申請號: 202010614776.8
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111850332A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 尹春月;嚴彪;嚴鵬飛
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C22C1/04
• 分類號: C22C1/04;C22C21/10;B22F3/105;B22F9/08;B33Y10/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 褚明偉

1.一種高強度鋁鋅合金的3D打印工藝方法，其特征在于，包括以下步驟：

高強度鋁鋅合金原料通過加熱熔融使其混合均勻；

對熔融狀態的高強度鋁鋅合金采用氣霧化技術制得高品質的鋁鋅合金粉末，干燥后得到用于3D打印的鋁鋅合金粉末；

調整打印參數，在通入惰性氣體的打印設備中按照零件的三維模型數據進行3D打印，得到以高強度鋁鋅合金為原料的3D打印產品。

2.根據權利要求1所述高強度鋁鋅合金的3D打印工藝方法，其特征在于，所述用于3D打印的鋁鋅合金粉末的化學組成：Zn含量為0.50％wt-11.00％wt，Si含量為0.10％wt-10.00％wt，Mg含量為0.05％wt-4.00％wt，Cu含量為0.01％wt-2.80％wt，Zr含量為0.01％wt-2.50％wt，其余為Al。

3.根據權利要求1所述高強度鋁鋅合金的3D打印工藝方法，其特征在于，所述用于3D打印的鋁鋅合金粉末的粒徑大小在10-60μm之間，90％以上的粉末顆粒為球形或類球形。

4.根據權利要求1所述高強度鋁鋅合金的3D打印工藝方法，其特征在于，所述氣霧化技術是指采用融合laval與hartmann結構的超音速霧化噴嘴進行的氣霧化。

5.根據權利要求1所述高強度鋁鋅合金的3D打印工藝方法，其特征在于，所述惰性氣體選自高純氬氣。

6.根據權利要求1所述高強度鋁鋅合金的3D打印工藝方法，其特征在于，所述3D打印方法為選擇性激光熔融，所述打印設備為SLM打印設備，包括激光發生裝置以及含有粉料缸和成型缸的腔室，打印時腔體密閉，通入惰性氣體，使腔室內的氧含量低于0.2％后，用激光對噴砂處理過的基板進行預熱，再根據零件的三維模型進行選擇性激光燒結，燒結所選用的激光束斑直徑為40-70μm，再開始打印產品。

7.根據權利要求1所述高強度鋁鋅合金的3D打印工藝方法，其特征在于，所述干燥是指進行5-24h真空干燥。

8.根據權利要求1所述高強度鋁鋅合金的3D打印工藝方法，其特征在于，打印時，前0-3層的鋪粉層厚為0，此時激光會重復掃描基板進行預熱，之后根據零件的三維模型開始鋪粉打印；調整后的打印參數設置為激光功率在150W-500W之間，掃描速率在200-1600mm/s之間，打印層厚為20-60μm，掃描間距為100-180μm，掃描策略為棋盤格或條形。

9.根據權利要求1所述高強度鋁鋅合金的3D打印工藝方法，其特征在于，打印所得以高強度鋁鋅合金為原料的3D打印產品進行熱處理，通過固溶強化和/或沉淀強化進一步提高性能。

10.根據權利要求9所述高強度鋁鋅合金的3D打印工藝方法，其特征在于，所述熱處理選擇在100-400℃時效或退火處理1-200h。