[发明专利]选区激光熔化铝合金的成分设计优化方法

权利要求书

1.一种选区激光熔化铝合金的成分设计优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据所设计合金配置原料，制成不同成分的合金坯锭；

S2、对合金坯锭进行预处理和加工，制成合金样块；

S3、将多个合金样块同时置于选区激光熔化设备的预制夹具之中，采用高能激光束对合金样块表面进行第一次激光表面扫描处理，在合金样块表面形成第一激光熔化层；待第一次激光表面扫描处理后的合金样块完全冷却后，再次采用高能激光束对第一激光熔化层的区域进行第二次激光表面扫描处理，形成第二激光熔化层；

S4、将S3步骤的合金样块进行感应快速加热处理和淬冷处理；

S5、对S4步骤的合金样块的第二激光熔化层进行表面形貌观察及组织性能表征与测试，判断所述合金样块是否适用于选区激光熔化成型技术并优化合金成分。

2.根据权利要求1所述的选区激光熔化铝合金的成分设计优化方法，其特征在于：在步骤S3中，第二次激光表面扫描处理的激光束中心沿着第一激光熔化层中形成的两个熔池的中心进行扫描。

3.根据权利要求2所述的选区激光熔化铝合金的成分设计优化方法，其特征在于：在步骤S3中，在进行第一次激光表面扫描处理之前，对不同成分的合金样块进行激光表面扫描预处理，再通过观察获得的激光表面熔化层的状态确定第一次激光表面扫描处理和第二次激光表面扫描处理的工艺参数。

4.根据权利要求3所述的选区激光熔化铝合金的成分设计优化方法，其特征在于：在步骤S3中，第一次激光表面扫描处理和第二次激光表面扫描处理的步骤为：控制扫描速度为10-600mm/s，激光功率为50-300w，扫描间距为0.05-0.1mm进行扫描。

5.根据权利要求4所述的选区激光熔化铝合金的成分设计优化方法，其特征在于：在步骤S3中，所述预制夹具为在选区激光熔化基板上采用机加工得到9个或16个与多个合金样块尺寸相匹配的凹槽，凹槽高度为2mm。

6.根据权利要求5所述的选区激光熔化铝合金的成分设计优化方法，其特征在于：在步骤S4中，具体包括：将步骤S3获得的合金样块快速转移至高频感应炉中，并采用高频感应炉进行快速加热，加热温度为450-550℃，保温时间为5～60s，保温结束后将合金样块迅速用水淬冷至室温。

7.根据权利要求5所述的选区激光熔化铝合金的成分设计优化方法，其特征在于：在步骤S1中，具体包括：配制合金原料，将纯金属、中间合金、熔炼助剂混合后进行熔炼，获得合金熔体；熔炼方法为电阻炉熔炼、感应熔炼、真空熔炼的任意一种；再将合金熔体用具有扁形内腔的模具进行浇铸，制成板块状合金坯锭。

8.根据权利要求7所述的选区激光熔化铝合金的成分设计优化方法，其特征在于：在步骤S2中，预处理步骤具体包括：对合金坯锭进行均匀化处理，再对合金坯锭进行加工切割处理，制成圆形合金样块，所述合金样块的厚度为5～10mm，直径为20～30mm。

9.根据权利要求8所述的选区激光熔化铝合金的成分设计优化方法，其特征在于：在步骤S5中，根据合金样块的第二激光熔化层的开裂程度、孔隙尺寸和形貌、组织均匀性评价所设计的合金样块是否适合选区激光熔化成型，并对比合金样块的第二激光熔化层和所述合金成分经真空雾化制粉后的粉末选区激光熔化样品的组织和性能，从而优化选区激光熔化铝合金的合金样块的成分。