[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)度鋁鋅合金的3D打印工藝方法

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• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111850332A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹春月;嚴(yán)彪;嚴(yán)鵬飛
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 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(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 褚明偉

1.一種高強(qiáng)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(qiáng)度鋁鋅合金原料通過加熱熔融使其混合均勻；

對熔融狀態(tài)的高強(qiáng)度鋁鋅合金采用氣霧化技術(shù)制得高品質(zhì)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(diào)整打印參數(shù)，在通入惰性氣體的打印設(shè)備中按照零件的三維模型數(shù)據(jù)進(jìn)行3D打印，得到以高強(qiáng)度鋁鋅合金為原料的3D打印產(chǎn)品。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高強(qiáng)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(xué)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(jù)權(quán)利要求1所述高強(qiáng)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(jù)權(quán)利要求1所述高強(qiáng)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(shù)是指采用融合laval與hartmann結(jié)構(gòu)的超音速霧化噴嘴進(jìn)行的氣霧化。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述高強(qiáng)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(jù)權(quán)利要求1所述高強(qiáng)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(shè)備為SLM打印設(shè)備，包括激光發(fā)生裝置以及含有粉料缸和成型缸的腔室，打印時(shí)腔體密閉，通入惰性氣體，使腔室內(nèi)的氧含量低于0.2％后，用激光對噴砂處理過的基板進(jìn)行預(yù)熱，再根據(jù)零件的三維模型進(jìn)行選擇性激光燒結(jié)，燒結(jié)所選用的激光束斑直徑為40-70μm，再開始打印產(chǎn)品。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述高強(qiáng)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(jìn)行5-24h真空干燥。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述高強(qiáng)度鋁鋅合金的3D打印工藝方法，其特征在于，打印時(shí)，前0-3層的鋪粉層厚為0，此時(shí)激光會重復(fù)掃描基板進(jìn)行預(yù)熱，之后根據(jù)零件的三維模型開始鋪粉打印；調(diào)整后的打印參數(shù)設(shè)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(jù)權(quán)利要求1所述高強(qiáng)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(qiáng)度鋁鋅合金為原料的3D打印產(chǎn)品進(jìn)行熱處理，通過固溶強(qiáng)化和/或沉淀強(qiáng)化進(jìn)一步提高性能。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述高強(qiáng)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(shí)效或退火處理1-200h。