[发明专利]用于电弧增材制造的Al-Zn-Mg系铝合金焊丝及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于电弧增材制造的Al‑Zn‑Mg系铝合金焊丝及其制备方法，由锌、镁、铝及杂质元素构成，其中，该焊丝中锌的质量百分数为6.25％‑6.75％，镁的质量百分数为2.25％‑2.75％，杂质元素的质量百分数小于0.2％，其中，单个杂质元素的质量百分数小于0.1％，该焊丝能够用于电弧增材的制造，且沉积体强度较高。

技术领域

本发明属于电弧增材制造材料技术领域，涉及一种用于电弧增材制造的Al-Zn-Mg系铝合金焊丝及其制备方法。

背景技术

电弧增材制造以金属丝材为原材料，以电弧为热源，根据设计好的轨迹逐层扫描，最终成型。相比于其它以粉末为原材料的增材制造方式，电弧增材制造具有效率高、成本低的优势，受到越来越多的关注。焊丝作为电弧增材制造中的填充材料，其质量直接决定了增材件的性能。焊丝表面光洁度差将导致焊丝吸潮，使得沉积体中气孔含量增多；焊丝尺寸偏差大，易产生刮屑，堵塞导电嘴。因此拥有高质量的焊丝是制备高质量增材件的基础。

Al-Zn-Mg系(7系)铝合金具有高的比强度、比刚度、硬度，良好的焊接性能、加工性能，且可以热处理强化，被广泛的应用于航空航天、轨道交通制造之中。Zn、Mg是7xxx铝合金中的主要合金化元素，两种元素单独提高合金性能能力有限，主要是通过形成Al₂Mg₃Zn₃(T-phase)及MgZn₂(η-phase)等强化相来起作用。Zn、Mg总含量达到7％-10％，合金会具有较高的强度。焊丝的成分决定了增材制造时沉积体的成分，因此焊丝中合适的Zn、Mg含量及其比例是获得高强度沉积体的关键。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种用于电弧增材制造的Al-Zn-Mg系铝合金焊丝及其制备方法，该焊丝能够用于电弧增材的制造，且沉积体强度较高。

为达到上述目的，本发明所述的用于电弧增材制造的Al-Zn-Mg系铝合金焊丝由锌、镁、铝及杂质元素构成，其中，该焊丝中锌的质量百分数为6.25％-6.75％，镁的质量百分数为2.25％-2.75％，杂质元素的质量百分数小于0.2％，其中，单个杂质元素的质量百分数小于0.1％。

本发明所述的用于电弧增材制造的Al-Zn-Mg系铝合金焊丝的制备方法包括以下步骤：

1)称取铝锭、锌锭及镁锭，再对铝锭、锌锭及镁锭的表面进行处理；

2)将铝锭进行熔化，再依次加入锌锭及镁锭后进行搅拌熔化，然后对熔体进行氯化物精炼和旋转吹氩，再对熔体进行扒渣；

3)对熔体进行降温，再浇铸成铸锭；

4)去除铸锭表面的氧化皮，然后进行均匀化处理；

5)对经步骤4)处理后的铸锭依次进行挤压、拉拔、机械刮削及包装，得到用于电弧增材制造的Al-Zn-Mg系铝合金焊丝。

步骤1)中对铝锭、锌锭及镁锭表面进行处理的具体过程为：对铝锭、锌锭及镁锭表面用砂纸进行打磨，再用丙酮清洗，以去除铝锭、锌锭及镁锭表面的油污及杂质；

步骤2)的具体操作为：将铝锭在750℃-760℃下进行熔化，再依次加入锌锭及镁锭，然后对熔体进行氯化物精炼和旋转吹氩，10min后对熔体进行扒渣；

步骤3)的具体操作为：当熔体的温度达到720℃，再将熔体浇铸到180-200℃的铁模中，浇铸成直径为180mm的铸锭；

步骤4)的具体操作为：去除铸锭表面的氧化皮，再放置到热处理炉中进行均匀化处理，均匀化处理的温度为470℃，均匀化处理的时间为24h。

步骤5)的具体操作为：