[發明專利]一種超輕質鋁合金高通量制備與表征方法

有效

• 申請號: 202110604803.8
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113049343B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 北京煜鼎增材制造研究院有限公司
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N3/34;G01N9/08;C22C1/04;B22F3/105;B33Y70/00;B33Y10/00
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1.一種超輕質鋁合金高通量制備與表征方法，具體包括以下步驟：

1）以高Li含量的鋰合金為原料進行粉碎得到Li粉末源，所述高Li含量的鋰合金選用LA141鎂鋰合金；

2）根據研究要求，按照設計的Li、Al成分比例，將Li粉末送入2219鋁合金粉末中混粉，以得到多種不同設計成分的高通量制備用鋁鋰合金粉；

3）將多種不同設計成分的鋁鋰合金粉分別送入高通量制造設備的多個裝粉槽中，進行激光成型以制造得到鋁合金試樣；

4）將鋁合金試樣置入檢測設備，對其強度性能進行檢驗以篩選合格鋁合金試樣；

5）對合格鋁合金試樣進行密度測試以確定密度最低的鋁合金設計成分；

所述將Li粉末送入2219鋁合金粉末中混粉，當鋁合金粉末與Li粉末的添加質量比大于3時，在相同質量10g的2219鋁合金粉末中送入不同質量的LA141粉末；當鋁合金粉末與Li粉末的添加質量比小于3時，是先用專用的經驗公式計算Li粉末和2219鋁合金粉末的添加量m₁和m₂，具體而言，m₁= K₁Vφ₁ρ₁，m₂= K₁Vφ₂ρ₂，其中，φ₁和φ₂為粉末的體積分數，ρ₁和ρ₂為粉末的密度，V是銅模內粉末體積，K₁為孔隙比例因子，

其中，φ₁=w₁φ₂ρ₂/（1-w₁）ρ₁，φ₂=w₂φ₁ρ₁/（1-w₂）ρ₂，w₁+w₂ =1，

其中，V_真= K₁V，V_真為不包含孔隙的混合粉末真實體積，K₁為孔隙比例因子，

其中， V=1/3πh（R²+r²+Rr）+σπR2，r為銅模底半徑，R為粉末頂處的最大圓的半徑，h為銅模底到粉末頂處最大圓的高，σ為體積修正系數，σπR2代表粉末頂處凸出的粉末的體積。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述粉碎是選用氧化鋁陶瓷球，球料比為4：1，采用兩級配球法，大氧化鋁陶瓷球采用10mm，小球采用3mm以下，大球小球數量相同，將混合粉末研磨至30μm以下。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述檢測設備包括多個試樣容納部和與多個試樣容納部對應設置的多個試樣壓砸部；所述對其強度性能進行檢驗以篩選合格鋁合金試樣，是將多個鋁合金試樣置于試樣容納部，隨后在不同高度將試樣壓砸部多次自由落下以對對應的鋁合金試樣進行壓砸，多次壓砸后未發現裂紋的鋁合金試樣符合強度要求為合格鋁合金試樣。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述檢測設備分為上部檢測錘板以及下部檢測口板，所述多個試樣容納部為排列設置于下部檢測口板中圓孔口，所述多個試樣壓砸部為設置于上部檢測錘板上的與圓孔口對應設置的壓砸錘。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述在不同高度將試樣壓砸部多次自由落下，具體是在兩種不同高度將上部檢測錘板3次自由落下：第一次在較低高度h₁進行壓砸，第二次與第三次在較高高度h₂進行壓砸，對試樣要求的強度與自由落下高度的對應關系如下所示：

其中R_m為所要求的抗拉強度，m為上部檢測錘板的重量，n為試樣個數，K₂為材料系數，鋁鋰合金約為1.4×10^-4，c為試樣的形狀系數，對于直徑10mm，高度4mm的試樣約為1，并且，

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