[发明专利]一种3D打印专用铝锰合金粉末配方及其制备方法和打印方法

说明书

本发明公开了一种3D打印专用铝锰合金粉末配方及其制备方法和打印方法，其中，所述合金粉末为预合金，以质量百分含量计，包括，Mn：1.0～5.5wt％；Sc：0.3～0.6wt％；Zr：0.1～0.3wt％；Mg：0.8～1.2wt％；Si：0.2～0.25wt％；Fe：0.2～0.25wt％，Cu：0.1～0.2wt％；Zn：0.1～0.2wt％，其余为Al。本发明Al‑Mn系合金成分经激光3D打印后的零件，无裂纹、致密度高、耐腐蚀，力学性能高、各向异性低；解决了传统铸锻Al‑Mn合金成分直接用于3D打印易开裂和力学性能低的难题。本发明合金成分经过3D打印后，拉伸强度高于传统铸锻铝锰合金。同时，相比其他成熟3D打印Al‑Si合金，本发明合金具有更高的耐腐蚀性能和力学性能。

技术领域

本发明属于增材制造专用材料技术领域，具体涉及一种3D打印专用铝锰合金粉末配方及其制备方法和打印方法。

背景技术

Al-Mn合金具有良好成形性、焊接性、高的耐腐蚀性、热传导性好、可钎焊、成本低，广泛应用于建筑材料、食品包装、以及汽车行业等可塑性好、焊接性良好的低载荷零件。这种合金强度不高，不能热处理强化，为了获得良好的力学性能通常采用加工硬化方法。迄今为止，这种合金制品主要采用传统的方法：熔炼、铸造后获得铸坯通过轧制、挤压、锻造等加工方法成形。这些方法所制备出的合金制品存在以下问题：

(1)传统方法制备流程多，包括熔体净化、变质处理、铸坯成型、加工成形、表面处理等多个环节。每个环节控制因素多，增加制备的难度。

(2)传统方法在熔炼过程中，熔体中存在气体、各种夹杂物等，铸锭易产生气孔、夹杂、裂纹等缺陷，且不同位置的微观组织差别大，成分偏析严重，最终导致制品的性能(强度、塑性、抗蚀性、外观质量等)降低。

(3)传统生产加工方法无法制造复杂形状合金制品，同时产量低，成本高，成品率低，加工费用高。

但随着汽车等工业的快速发展，各种结构件正在向小型、轻量化、高性能等转型，这对制备构件提出了更高的要求。激光3D打印可以解决Al-Mn合金难以成形复杂形状的难题。Al-Mn合金比现在成熟的Al-Si增材制造合金具有较高耐腐蚀性。但直接将传统的Al-Mn合金进行激光3D打印，会出现开裂，性能差等难题，因为目前没有专用应用于3D打印的Al-Mn合金。因此需要发明专门适用于3D打印的Al-Mn合金配方、打印工艺及热处理工艺。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述的技术缺陷，提出了本发明。

因此，作为本发明其中一个方面，本发明克服现有Al-Mn合金3D打印技术中存在的不足，提供一种3D打印专用铝锰合金粉末配方。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种3D打印专用铝锰合金粉末配方，其中：该合金粉为预合金，以质量百分含量计，包括，Mn：1.0～5.5wt％；Sc：0.3～0.6wt％；Zr：0.1～0.3wt％；Mg：0.8～1.2wt％；Si：0.2～0.25wt％；Fe：0.2～0.25wt％，Cu：0.1～0.2wt％；Zn：0.1～0.2wt％，其余为Al。

作为本发明所述3D打印专用铝锰合金粉末配方的一种优选方案：以质量百分含量计，Mn的含量为2.5～4.2wt％。

作为本发明的另一个方面，本发明克服现有技术中存在的不足，提供制备所述的3D打印专用铝锰合金粉末的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：制备所述的3D打印专用铝锰合金粉末的方法，其包括，