[发明专利]铝合金构件的热处理工艺、铝合金构件及其3D打印方法

说明书

本申请涉及材料加工技术领域，具体而言，涉及一种增材制造的铝硅系铝合金构件的热处理工艺及铝合金构件，以及3D打印方法。该工艺包括以下步骤：对构件进行加热处理，升温至去应力处理温度；控制去应力处理温度为160‑180℃，保温120‑150min；继续进行加热处理，使构件升温至去塑韧化处理温度；控制塑韧化处理温度为260‑300℃，保温30‑50min；降温冷却。去应力处理降低构件材料的残余应力，同时在材料基体中更多的形成Si相颗粒核心，增加Si相颗粒数量，抑制Si相快速长大；塑韧化处理降低构件材料打印成形时快速凝固带来的强化效果，提高材料的塑韧性，同时高温短时的处理方式，使前期形成的Si相核心只产生少量的长大，使处理后的零件残余应力小，塑韧性得到提高。

技术领域

本申请涉及材料加工技术领域，具体而言，涉及一种增材制造的铝硅系铝合金构件的热处理工艺及铝合金构件，还涉及铝合金构件的3D打印方法。

背景技术

Al-Si系铝合金是金属增材制造领域应用最广泛的材料，用于航空航天、医疗、机械等领域金属结构零部件的制造。而通过增材制造的铝合金构件由于应力大、塑韧性差等原因，无法直接使用，必须通过热处理的方法，消除材料内部的残余应力，控制铝合金基体的二次析出相的形态与分布，从而提高零部件的塑韧性能，采用不同的热处理工艺路径和不同的热处理工艺参数对Al-Si系铝合金残余应力的消除效果，铝合金基体的二次析出相的形态与分布效果，处理后构件原有力学强度的损失程度各不相同，所以选择增材制造Al-Si系铝合金构件的热处理方法很重要。

现有增材制造Al-Si系铝合金构件的热处理方法是：将构件放入空气热处理炉中，随炉加热到退火温度，退火温度为240-260℃或300-320℃，保温6-8h或2-4h，然后随炉冷却的室温取出。但现有增材制造Al-Si系铝合金构件的热处理方法存在的缺陷是:1)为了最大程度的保留增材制造Al-Si系铝合金构件快速凝固后带来的力学强度强化效果，使用较低的退火温度，虽然抑制了基体Si相的长大，但也抑制了铝合金回复过程，使材料内部残余应力消除较少，塑韧性水平低；2)为了获得较好的消除应力效果，使用较高的退火温度，造成材料内Si相的快速长大，从而失去了原有析出相弥散强化的效果，使材料力学强度大幅度的降低。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种增材制造的铝硅系铝合金构件的热处理工艺及通过该工艺处理而得的铝合金构件，以及一种铝合金构件的3D打印方法。

为了实现上述目的，根据本技术方案的一个方面，本技术方案提供了一种增材制造的铝硅系铝合金构件的热处理工艺。

根据本申请实施例的增材制造的铝硅系铝合金构件的热处理工艺，其包括以下步骤：

对构件进行加热处理，使构件升温至去应力处理温度；

控制去应力处理温度为160-180℃，保温120-150min，完成去应力处理；

对完成去应力处理的构件继续进行加热处理，使构件升温至去塑韧化处理温度；

控制塑韧化处理温度为260-300℃，保温30-50min，完成塑韧化处理；

对完成塑韧化处理的构件降温冷却。

进一步的，在使构件升温至去应力处理温度的过程中，控制升温速率为4-5℃/min。

进一步的，在使构件升温至去塑韧化处理温度的过程中，控制升温速率为4-5℃/min。

进一步的，对构件进行加热处理通过空气热处理炉完成。

进一步的，对完成塑韧化处理的构件快速降温冷却包括：塑韧化处理结束后，将构件快速取出，置于空气中冷却。

为了实现上述目的，根据本技术方案的第二个方面，本技术方案还提供了一种铝合金构件。