[發明專利]一種增材制造用高強鋁合金及其制備方法

在審

• 申請號: 202110577539.3
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113025853A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 高正江;馬騰;張飛;楊環;孟曉亭
• 申請（專利權）人: 中航邁特粉冶科技（北京）有限公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C21/08;B22F9/08;B33Y70/00;C22C1/03
• 代理公司: 北京知迪知識產權代理有限公司 11628
• 代理人: 王姿雅;王勝利

本發明公開一種增材制造用高強鋁合金及其制備方法，涉及增材制造技術領域，用于制備一種具有高強度、較高的焊接性能和較低的成本的增材制造用高強鋁合金。該增材制造用高強鋁合金包括0.8份~1.5份的稀土元素和4.7份~8.3份的添加元素，其余為鋁。所述稀土元素包括鉺元素和鈧元素，所述添加元素包括硅元素、鎂元素和錳元素。本發明提供的增材制造用高強鋁合金的制備方法用于制備增材制造用高強鋁合金。

技術領域

本發明涉及增材制造技術領域，尤其涉及一種增材制造用高強鋁合金及其制備方法。

背景技術

增材制造作為一種綠色智能制造方法，通過逐層堆積的方式成型立體構件，在航空航天領域具有廣泛應用，尤其針對于傳統工藝無法直接成形的大尺寸復雜構件。鋁合金在航空航天領域具有廣泛應用，但其強度不足。目前提升鋁合金強度的一種方法是向鋁合金內加入稀土元素，通過形成鋁與稀土元素的強化相，達到提高強度的目的。

現有技術中，通常是向鋁合金內加入Sc、Zr等稀土元素的方法改善合金性能，得到具有高強度的鋁合金。但由于鋁鈧（Al-Sc）中間二元合金價格昂貴，使得材料成本偏高，具有高強度的鋁合金的價格昂貴，在一定程度上限制了該具有高強度的鋁合金材料在增材制造領域的應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種增材制造用高強鋁合金及其制備方法，用于制備一種具有高強度、較高的焊接性能和較低的成本的增材制造用高強鋁合金。

第一方面，本發明提供了一種增材制造用高強鋁合金。以質量份數計，該增材制造用高強鋁合金包括0.8份~1.5份的稀土元素和4.7份~8.3份的添加元素，其余為鋁。所述稀土元素包括鉺元素和鈧元素，所述添加元素包括硅元素、鎂元素和錳元素。

與現有技術相比，本發明提供的增材制造用高強鋁合金包括稀土元素、添加元素和鋁。其中，鉺元素和鈧元素作為稀土元素添加物，能夠與鋁元素形成鋁-稀土析出物，作為強化相，起到細化晶粒，提高增材制造用高強鋁合金的強度的作用。且通過實驗得到，只有當稀土元素的份數為0.8份~1.5份時，得到的增材制造用高強鋁合金的強度最高，且高于現有的以鈧元素為稀土元素的鋁合金。本發明通過使用鉺元素替代部分鈧元素，降低了增材制造用高強鋁合金的生產成本，提高了增材制造用高強鋁合金的強度。

同時，由于本發明提供的增材制造用高強鋁合金用于增材制造領域，通過向增材制造用高強鋁合金添加一部分硅元素可以防止在增材制造過程中，由于熱輸入過大或內應力過高產生微裂紋或者宏觀開裂的現象，從而提高合金焊接性能，降低開裂傾向。

第二方面，本發明還提供一種增材制造用高強鋁合金的制備方法。該增材制造用高強鋁合金的制備方法應用于第一方面或者第一方面任一可能的實現方式所描述的增材制造用高強鋁合金。該增材制造用高強鋁合金的制備方法包括：

在惰性氣體保護氣氛下，采用逐步增加電源功率的方式，對含有稀土元素的中間二元合金、含有添加元素的中間二元合金和鋁基體材料進行熔煉，得到熔體。

確定所述熔體的過熱度符合預設過熱度要求時，利用惰性氣體對所述熔體進行霧化制粉，得到預制粉末。

在惰性氣體保護氣氛下，對所述預制粉末進行篩分分級處理，得到所述增材制造用高強鋁合金。

與現有技術相比，本發明提供的增材制造用高強鋁合金的制備方法的有益效果與第一方面或者第一方面任一可能的實現方式所描述的增材制造用高強鋁合金的有益效果相同，此處不做贅述。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本發明的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明實施例提供的一種增材制造用高強鋁合金的制備方法的流程框圖；

圖2為本發明實施例提供的增材制造用高強鋁合金的制備方法制備的增材制造用高強鋁合金的形貌圖一；