[发明专利]一种3D打印用高强度铝合金粉末

说明书

本发明属于3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印用高强度铝合金粉末，包括以下重量百分比的各组分：3‑6%的Zn，1.5‑3%的Mg，1‑2%的Cu，0.1‑1%的Fe，0.3‑0.5%的Si，0.1‑0.3%的Mn，0.1‑0.3%的Cr，0.1‑0.3%的Mo，0.01‑0.1%的Ce，0‑0.3%的Ti，余量为Al和不可避免的杂质，所述杂质为：O不大于0.02%，P不大于0.05%，S不大于0.02%。本发明中所添加的有利于提高铝合金的强度、硬度和耐磨性的Mn具有促进晶粒长大的作用，因此，同时添加Mo可以减小晶粒长大的倾向，形成更加均匀细小的晶粒，有利于获得较高的强度；所添加的Ce可以与原料中残余的氧结合，形成高熔点的Ce₂O₃，其可以作为金属熔液的非均匀形核核心，且高熔点的Ce₂O₃可以作为非自发核心，促进形核，有利于晶粒细化，熔炼Al后直接熔炼Ce，有利于Ce₂O₃的形成。

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印用高强度铝合金粉末。

背景技术

3D打印技术作为一种新型的增材制造技术，其低成本、短周期、智能化与环保的特点，符合当前环保与转型智能制造的发展战略，被作为工业4.0九大技术支柱之一，拥有着无可比拟的发展优势和前景。近年来，金属3D打印技术得到了飞速发展，在航空航天中的应用比例也大幅增加，铝合金作为一种轻量化金属对于航空航天、交通运输等非常重视轻量化的领域来说具有重要意义。但铝合金的机械强度稍弱，因此，提高铝合金的强度是能够使铝合金在航空航天、交通运输等领域发挥作用的重要前提。

发明内容

为了提高3D打印用铝合金粉末的强度，本发明公开了一种3D打印用高强度铝合金粉末，该铝合金粉末具有机械强度高、球形度高、松装密度高等优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:

一种3D打印用高强度铝合金粉末，包括以下重量百分比的各组分：3-6％的Zn，1.5-3％的Mg，1-2％的Cu，0.1-1％的Fe，0.3-0.5％的Si，0.1-0.3％的Mn，0.1-0.3％的Cr，0.1-0.3％的Mo，0.01-0.1％的Ce，0-0.3％的Ti，其余为Al和不可避免的杂质，所述杂质为：O不大于0.02％，P不大于0.05％，S不大于0.02％。

Mn的添加有利于提高铝合金的强度、硬度和耐磨性，但Mn具有促进晶粒长大的作用，因此，同时添加有利于细化晶粒的Mo可以减小晶粒长大的倾向，形成更加均匀细小的晶粒，有利于获得较高的强度。

作为优选，上述3D打印用高强度铝合金粉末，包括以下重量百分比的各组分：5-6％的Zn，2-3％的Mg，1-2％的Cu，0.4-0.6％的Fe，0.4-0.5％的Si，0.2-0.3％的Mn，0.2-0.3％的Cr，0.2-0.3％的Mo，0.04-0.06％的Ce，0.1-0.2％的Ti，其余为Al和不可避免的杂质，所述杂质为：O不大于0.02％，P不大于0.05％，S不大于0.02％。

作为优选，上述3D打印用高强度铝合金粉末，由如下步骤制得：

(1)按各组分重量百分比进行定量配料，然后在气体保护和超声搅拌下，按照Al、Ce、Zn、Mg、Cu、Mo、其他元素的顺序依次熔炼，保温2-3h，得到熔液；

(2)在氨气和氮气混合气氛下，对步骤(1)得到的熔液进行雾化处理，得到初级铝合金粉末；

(3)将步骤(2)获得的初级铝合金粉末进行固溶处理；

(4)通过淬火将步骤(3)中经过固溶处理的铝合金粉末冷却至室温以下，然后进行清洗、干燥。