[發明專利]一種3D打印用超細耐腐蝕鎂合金焊絲及其加工工藝

在審

• 申請號: 202011058610.9
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112207480A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 劉迎軍;劉亞寧
• 申請（專利權）人: 河南維可托鎂合金科技有限公司
• 主分類號: B23K35/28
• 分類號: B23K35/28;B23K35/40
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 李興林

本發明公開了一種3D打印用超細耐腐蝕鎂合金焊絲及其加工工藝，其包括以下質量百分數的元素組成：C 0.3?1.5％，Zn 5?8％，Ca 0.5?1.5％，Cu 0.09?0.25％，Mn 0.1?0.6％，Si 0.4?0.7％，其余為鎂。本發明利用拉拔工藝制備超細的鎂合金焊絲，焊絲的直徑可達到0.3?0.9mm。同時本發明的超細鎂合金焊絲耐腐蝕性能和抗拉強度高，利用其進行焊接使用時，不易與空氣中的氧氣和氮氣反應，提高了焊縫區的塑性。本發明的超細耐腐蝕鎂合金焊絲可用于3D打印中進行精密焊接，能滿足3D打印技術的需求。

技術領域

本發明涉及鎂合金焊絲加工技術領域，特別是涉及一種3D打印用超細耐腐蝕鎂合金焊絲及其加工工藝。

背景技術

鎂合金具有密度低、強度高、吸收沖擊能和振動能力高，同時其切割、加工性能良好，因此其在汽車、航空航天、核工業等部分具有廣泛的應用。隨著鎂合金的制備、加工成型等技術方面取得了一系列的突破，鎂合金的生產成本不斷降低，其使用性能也得到了較大提高。

鎂合金作為新型高性能結構材料，在實際應用中必然會采用焊接結構，焊接過程中所需的鎂合金焊絲可通過鑄造、擠壓以及擠壓-拉拔相結合的方式進行生產。

目前鎂合金焊絲在使用時，由于合金中的鎂熔點低，導熱率高，焊接時需要采用加大功率的焊接熱源。并且焊絲中的鎂容易與氧或氮相結合，焊接時會在鎂合金焊縫處形成氧化鎂或氮化鎂，從而降低焊縫金屬的塑形。

在中國專利CN201910384913.0中公開了一種用于焊接鎂合金材料的焊絲及其制備方法，該焊絲的化學成分按質量百分數計：Mg 92-93wt％；Zn3.5-4wt％；Ca 3.5-4wt％；該焊絲的制備方法包括以下步驟：

(1)熔鑄：按照化學成分要求，以Mg錠為基本成分，并按照比例為1:1添加Zn和Ca，經熔煉并澆鑄成合金鑄錠；

(2)機械加工：將上述合金鑄錠機械加工為鎂合金棒料；

(3)熱擠壓：將鎂合金棒料通過熱擠壓制備成焊絲。

由此可見，該發明所制備的鎂合金焊絲是利用Mg-Zn-Ca加工而成，該加工工藝為熱擠壓。但是熱擠壓工藝存在以下弊端：鎂合金焊絲在熱擠壓成形時，需要保持坯料溫度和模具溫度在恒定的溫度范圍，并需要結合特定的潤滑劑方能獲得高品質的鎂合金焊絲；并且熱擠壓工藝需要高溫和高擠壓比，但是高溫則易降低鎂合金焊絲的力學性能。因此該發明專利中所制備的鎂合金焊絲成本高昂且性能相對較差。

在中國專利CN201010219084.X中公開了一種鎂合金焊絲及其制備方法，其化學成分按重量百分比計：Al：2.00wt％-2.50wt％；Zn：0.28wt％-0.50wt％；Mn：0.25wt％-0.50wt％；Ca：0.01wt％-0.03wt％；Ce：0.10wt％-0.83wt％；Y：0.02wt％-0.05wt％；余量為Mg。該發明的鎂合金焊絲滿足Mg-Al-Zn系鎂合金熔化焊用并具有較高強度，能夠在低含量合金化元素條件下，獲得更加優異的組織性能，具有較高的抗拉強度、屈服強度和伸長率，焊接后可獲得較高的接頭強度，能夠避免焊接接頭在焊縫位置處出現斷裂。該專利技術也是利用熱擠壓方式制備的鎂合金焊絲，但是該焊絲直徑高達3mm。

在中國專利CN201610648960.8中公開了一種鎂合金焊絲的制備方法，其是在冷卻水流量為500～1500L/h，冷卻水溫度為20～30℃，真空度為0.1～1Pa的條件下，將加熱鑄型中的熔融鎂合金以1～100mm/min的拉坯速度制備出直徑為4.0～8.0mm的線坯；將鎂合金線坯進行3～15道次拉撥加工，拉撥道次延伸系數為1.1～1.5，最終獲得直徑為1.0～3.0mm的鎂合金焊絲。該發明是利用拉拔工藝制備的鎂合金，但是該方法所制備的焊絲難以達到1mm以下的規格。