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      基于材料成分控制的低氣孔率鋁合金增材制造方法

      文檔序號(hào):39618286發(fā)布日期:2024-10-11 13:33閱讀:23來(lái)源:國(guó)知局
      基于材料成分控制的低氣孔率鋁合金增材制造方法

      本發(fā)明屬于增材制造領(lǐng)域,尤其涉及到一種基于材料成分控制的低氣孔率鋁合金增材制造方法。


      背景技術(shù):

      1、鋁合金因其多方面的優(yōu)良性能而廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)和造船等行業(yè)。它們具有高比強(qiáng)度、出色的耐腐蝕性和耐熱性、良好的導(dǎo)電性以及輕質(zhì)特點(diǎn)。電弧增材制造中冷金屬過(guò)渡的焊接技術(shù)憑借其熱輸入低,沉積效率高,完美匹配了低熔點(diǎn)鋁合金的焊接需求。然而氣孔是鋁合金焊接中最常見(jiàn)也是最難解決的缺陷之一。氣孔的大小,分布以及數(shù)量極大的影響了鋁合金構(gòu)件的機(jī)械性能。

      2、目前鋁合金打印過(guò)程中,沒(méi)有較好的方法解決氣孔,從而極大程度的影響機(jī)械性能。現(xiàn)有的其他方法需要復(fù)雜的設(shè)備改造,不如直接從原材料改進(jìn)的方法直接,簡(jiǎn)單與經(jīng)濟(jì)。而且目前大部分人對(duì)于氣孔改善方法主要集中在工藝階段附加的設(shè)備與方法,對(duì)原材料的成分影響目前少有研究。


      技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

      1、本發(fā)明的目的是提供一種基于材料成分控制的低氣孔率鋁合金增材制造方法,并提供至少后面將說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)。

      2、本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種基于材料成分控制的低氣孔率鋁合金增材制造方法,通過(guò)對(duì)元素成分si與mg的含量控制,成功將鋁合金構(gòu)件的氣孔率進(jìn)一步縮小,得到了優(yōu)異的機(jī)械性能。

      3、本發(fā)明的技術(shù)方案如下:

      4、基于材料成分控制的低氣孔率鋁合金增材制造方法,其包括以下步驟:

      5、提供鋁合金絲材,其中si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%-0.2%,mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0001%-0.1%;

      6、采用冷絲電弧焊方法將該鋁合金絲材融化在鋁合金基板上進(jìn)行增材制造。

      7、優(yōu)選的是,所述的基于材料成分控制的低氣孔率鋁合金增材制造方法中,所述冷絲電弧焊方法中,電流為123a,電壓為17.4v,送絲速度為5.4m/min,焊接移動(dòng)速度為10mm/s,層間溫度為120℃。

      8、優(yōu)選的是,所述的基于材料成分控制的低氣孔率鋁合金增材制造方法中,si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%-0.2%,mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0001%-0.002%。

      9、優(yōu)選的是,所述的基于材料成分控制的低氣孔率鋁合金增材制造方法中,si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%-0.04%,mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0001%-0.002%。

      10、優(yōu)選的是,所述的基于材料成分控制的低氣孔率鋁合金增材制造方法中,si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.04%-0.1%,mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.04%-0.1%。

      11、本發(fā)明具有以下有益效果:

      12、1.本發(fā)明從材料成分入手,發(fā)現(xiàn)在相同的工藝參數(shù)下,鋁合金材料成分的配比元素對(duì)電弧增材制造過(guò)程中的氣孔缺陷有著明顯的影響,機(jī)械性能也有一定程度的提高;

      13、2.能夠明確的從宏觀整體而不是微觀角度去減少氣孔含量,提升鋁合金的機(jī)械性能。

      14、本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過(guò)下面的說(shuō)明體現(xiàn),部分還將通過(guò)對(duì)本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。



      技術(shù)特征:

      1.基于材料成分控制的低氣孔率鋁合金增材制造方法,其特征在于,包括以下步驟:

      2.如權(quán)利要求1所述的基于材料成分控制的低氣孔率鋁合金增材制造方法,其特征在于,所述冷絲電弧焊方法中,電流為123a,電壓為17.4v,送絲速度為5.4m/min,焊接移動(dòng)速度為10mm/s,層間溫度為120℃。

      3.如權(quán)利要求2所述的基于材料成分控制的低氣孔率鋁合金增材制造方法,其特征在于,si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%-0.2%,mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0001%-0.002%。

      4.如權(quán)利要求2所述的基于材料成分控制的低氣孔率鋁合金增材制造方法,其特征在于,si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%-0.04%,mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0001%-0.002%。

      5.如權(quán)利要求2所述的基于材料成分控制的低氣孔率鋁合金增材制造方法,其特征在于,si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.04%-0.1%,mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.04%-0.1%。


      技術(shù)總結(jié)
      本發(fā)明提供一種基于材料成分控制的低氣孔率鋁合金增材制造方法,其包括以下步驟:提供鋁合金絲材,其中Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%?0.2%,Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0001?%0.1%;采用冷絲電弧焊方法將該鋁合金絲材融化在鋁合金基板上進(jìn)行增材制造。本發(fā)明提供的基于材料成分控制的低氣孔率鋁合金增材制造方法,通過(guò)對(duì)元素成分Si與Mg的含量控制,成功將鋁合金構(gòu)件的氣孔率進(jìn)一步縮小,得到了優(yōu)異的機(jī)械性能。

      技術(shù)研發(fā)人員:郭弦,李清山
      受保護(hù)的技術(shù)使用者:浙江大學(xué)湖州研究院
      技術(shù)研發(fā)日:
      技術(shù)公布日:2024/10/10
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