[發明專利]一種高Zn輕質高強鋁合金的制備方法

有效

• 申請號: 202110733033.7
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113430432B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 雷正龍;秦熙琨;黎炳蔚;吳世博;張新瑞;陳彥賓
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10;B22F10/28;C22C1/04;B22F9/04;B33Y70/00;B33Y10/00
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 侯靜

1.一種高Zn輕質高強鋁合金的制備方法，其特征在于它是按照以下步驟進行的：

一、稱取選區激光熔化用粉末混合，所述的選區激光熔化用粉末為Al粉末、Zn粉末、Mg粉末及Zr粉末，其中，Zn的質量分數為12-15％，Mg的質量分數為1-2％，Zr的質量分數為0.5-2％，余量為Al；

二、采用行星式球磨混粉機對上一步混合后的粉末進行機械混合，在混合罐中通入惰性氣體對粉末進行保護防止氧化，然后按照200-400rpm的轉速，轉動5-10min后停轉5-10min冷卻的方式混合4-8h；

三、通過三維繪圖軟件繪制模型，依據預先設計的零件結構與尺寸繪制三維模型；將上一步混合后的粉料按0.03-0.05mm的厚度鋪粉，并逐層進行鋪粉，通過三維繪圖軟件對模型橫向切分成連續的多個厚度在0.03-0.05mm的等厚度薄片；

四、將基板預夾裝在成形平臺上，調節基板水平度至±0.025mm，在基板底部及周圍固定冷卻腔內以5～10L/min的流速通入-20～0℃冷卻液；

五、設定工藝參數，運行模型數據文件，通入氬氣保護，待成形倉中氧含量小于0.1％后，啟動設備；

六、將成形后的塊體試樣充分冷卻后取出，使用電火花線切割，超聲清洗將沒有使用的粉末進行回收；即完成所述的高Zn輕質高強鋁合金的制備方法；

其中，步驟五中所述的設定工藝參數為：激光光斑直徑為0.1-0.12mm，激光掃描間距為0.09-0.13mm，激光功率為120-320W，掃描速率為200-800mm/s，相鄰熔道間的搭接率控制在-5％～5％。

2.根據權利要求1所述的一種高Zn輕質高強鋁合金的制備方法，其特征在于所述的Al粉末、Zn粉末、Mg粉末的粒徑均為60-80μm；Zr粉末粒徑為80-100μm。

3.根據權利要求1所述的一種高Zn輕質高強鋁合金的制備方法，其特征在于所述Zn的質量分數為13-14％，Mg的質量分數為1.5-2％，Zr的質量分數為1-2％，余量為Al。

4.根據權利要求1所述的一種高Zn輕質高強鋁合金的制備方法，其特征在于步驟二中所述的以300-400rpm的轉速，轉動6-8min后停轉6-8min冷卻。

5.根據權利要求1所述的一種高Zn輕質高強鋁合金的制備方法，其特征在于步驟三中鋪粉厚度為0.04mm。

6.根據權利要求1所述的一種高Zn輕質高強鋁合金的制備方法，其特征在于步驟六中所述的超聲清洗時間為30min。

7.根據權利要求1所述的一種高Zn輕質高強鋁合金的制備方法，其特征在于步驟五中所述的設定工藝參數為：激光光斑直徑為0.1-0.12mm，激光掃描間距為0.1-0.13mm，激光功率為150-280W，掃描速率為300-600mm/s，相鄰熔道間的搭接率控制在-3％～3％。

8.根據權利要求1所述的一種高Zn輕質高強鋁合金的制備方法，其特征在于步驟五中所述的設定工藝參數為：激光光斑直徑為0.1-0.12mm，激光掃描間距為0.1-0.12mm，激光功率為180-250W，掃描速率為300-500mm/s，相鄰熔道間的搭接率控制在-2％～2％。

9.根據權利要求1所述的一種高Zn輕質高強鋁合金的制備方法，其特征在于步驟五中所述的設定工藝參數為：激光光斑直徑為0.1-0.12mm，激光掃描間距為0.1-0.11mm，激光功率為200-230W，掃描速率為400-500mm/s，相鄰熔道間的搭接率控制在0％。

10.根據權利要求1所述的一種高Zn輕質高強鋁合金的制備方法，其特征在于步驟五中所述的設定工藝參數為：激光光斑直徑為0.1mm，激光掃描間距為0.11mm，激光功率為200W，掃描速率為400mm/s，相鄰熔道間的搭接率控制在0％。