[發明專利]原位自生納米Al2

有效

• 申請號: 202011047107.3
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112176213B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 陳穎;宋世前;朱上;余圣甫;史玉升;吳甲民
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;深圳華中科技大學研究院
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;C22C21/04;C22C32/00;B22F3/105;B33Y10/00;B33Y70/10
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒;李智

1.一種原位自生納米Al₂O₃增強鋁基復合材料的激光增材制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將ZnO陶瓷粉體和AlSi10Mg鋁合金粉體混合形成混合料，然后將該混合料放置于球磨機中進行球磨處理，得到ZnO/AlSi10Mg復合粉體；該ZnO/AlSi10Mg復合粉體中，破碎的ZnO粉體粘附于AlSi10Mg粉體表面；

(2)以所述步驟(1)得到的所述復合粉體為原料，采用激光選區熔化工藝進行增材制造成形，即，先通過鋪粉裝置將所述復合粉體均勻鋪放在成形基板上，然后利用激光對粉體層進行掃描，使其完全熔化并凝固形成實體片層；其中，所述激光選區熔化工藝的參數如下：激光光斑直徑為70～100μm，激光功率為190～240W，激光掃描速率為400～1000mm/s，激光掃描間距為50～80μm，激光掃描方式為正交掃描；

(3)對所述步驟(2)得到的所述實體片層進行激光再次掃描，待其再次熔化并冷凝后形成重熔片層；然后將工作缸下降，直至下降行程等于預設鋪粉層厚；其中，所述激光再次掃描所采用的工藝參數如下：激光光斑直徑為70～100μm，激光功率為120～240W，激光掃描速率為800～1400mm/s，激光掃描間距為50～80μm，激光掃描方式為正交掃描；

(4)重復所述步驟(2)和步驟(3)，直至多個片層逐層堆積，從而成形得到原位自生納米Al₂O₃增強鋁基復合材料。

2.如權利要求1所述激光增材制造方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述ZnO陶瓷粉體的粒徑為0.5～12μm；所述AlSi10Mg鋁合金粉體呈球狀，粒徑為5～127μm。

3.如權利要求1所述激光增材制造方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述球磨處理為間歇式球磨處理，具體是每球磨15～30min，暫停空冷10～20min；所述間歇式球磨處理的總時間為10～20h。

4.如權利要求3所述激光增材制造方法，其特征在于，所述間歇式球磨處理具體是每球磨15min，暫停空冷15min。

5.如權利要求1所述激光增材制造方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述球磨處理采用的球磨介質為Al₂O₃陶瓷球，所述球磨介質與所述原料的質量比為10:1～15:1。

6.如權利要求1所述激光增材制造方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述球磨處理采用的轉速為300～500r/min，球磨過程中采用氬氣作為保護氣氛。

7.如權利要求1所述激光增材制造方法，其特征在于，所述步驟(1)得到的所述復合粉體，呈球狀，粒徑為2～100μm。

8.如權利要求1所述激光增材制造方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述混合料中ZnO陶瓷粉體的質量百分數為1～3wt.％，AlSi10Mg鋁合金粉體的質量百分數為97～99wt.％。

9.如權利要求1所述激光增材制造方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述激光選區熔化工藝中，鋪粉厚度設置為30μm。

10.如權利要求1所述激光增材制造方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述激光選區熔化工藝的參數如下：激光光斑直徑為90μm，激光功率為240W，激光掃描速率為400mm/s，激光掃描間距為60μm。

11.如權利要求1所述激光增材制造方法，其特征在于，所述步驟(3)中，所述激光再次掃描所采用的工藝參數如下：激光光斑直徑為90μm，激光功率為240W，激光掃描速率為800mm/s，激光掃描間距為60μm。

12.如權利要求1所述激光增材制造方法，其特征在于，所述步驟(2)和所述步驟(3)均是在氬氣保護氣氛下進行，氬氣的出氣壓力均滿足3～5k Pa。