[发明专利]一种增材制造用高强铝合金及其制备方法

说明书

本发明公开一种增材制造用高强铝合金及其制备方法，涉及增材制造技术领域，用于制备一种具有高强度、较高的焊接性能和较低的成本的增材制造用高强铝合金。该增材制造用高强铝合金包括0.8份~1.5份的稀土元素和4.7份~8.3份的添加元素，其余为铝。所述稀土元素包括铒元素和钪元素，所述添加元素包括硅元素、镁元素和锰元素。本发明提供的增材制造用高强铝合金的制备方法用于制备增材制造用高强铝合金。

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种增材制造用高强铝合金及其制备方法。

背景技术

增材制造作为一种绿色智能制造方法，通过逐层堆积的方式成型立体构件，在航空航天领域具有广泛应用，尤其针对于传统工艺无法直接成形的大尺寸复杂构件。铝合金在航空航天领域具有广泛应用，但其强度不足。目前提升铝合金强度的一种方法是向铝合金内加入稀土元素，通过形成铝与稀土元素的强化相，达到提高强度的目的。

现有技术中，通常是向铝合金内加入Sc、Zr等稀土元素的方法改善合金性能，得到具有高强度的铝合金。但由于铝钪（Al-Sc）中间二元合金价格昂贵，使得材料成本偏高，具有高强度的铝合金的价格昂贵，在一定程度上限制了该具有高强度的铝合金材料在增材制造领域的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增材制造用高强铝合金及其制备方法，用于制备一种具有高强度、较高的焊接性能和较低的成本的增材制造用高强铝合金。

第一方面，本发明提供了一种增材制造用高强铝合金。以质量份数计，该增材制造用高强铝合金包括0.8份~1.5份的稀土元素和4.7份~8.3份的添加元素，其余为铝。所述稀土元素包括铒元素和钪元素，所述添加元素包括硅元素、镁元素和锰元素。

与现有技术相比，本发明提供的增材制造用高强铝合金包括稀土元素、添加元素和铝。其中，铒元素和钪元素作为稀土元素添加物，能够与铝元素形成铝-稀土析出物，作为强化相，起到细化晶粒，提高增材制造用高强铝合金的强度的作用。且通过实验得到，只有当稀土元素的份数为0.8份~1.5份时，得到的增材制造用高强铝合金的强度最高，且高于现有的以钪元素为稀土元素的铝合金。本发明通过使用铒元素替代部分钪元素，降低了增材制造用高强铝合金的生产成本，提高了增材制造用高强铝合金的强度。

同时，由于本发明提供的增材制造用高强铝合金用于增材制造领域，通过向增材制造用高强铝合金添加一部分硅元素可以防止在增材制造过程中，由于热输入过大或内应力过高产生微裂纹或者宏观开裂的现象，从而提高合金焊接性能，降低开裂倾向。

第二方面，本发明还提供一种增材制造用高强铝合金的制备方法。该增材制造用高强铝合金的制备方法应用于第一方面或者第一方面任一可能的实现方式所描述的增材制造用高强铝合金。该增材制造用高强铝合金的制备方法包括：

在惰性气体保护气氛下，采用逐步增加电源功率的方式，对含有稀土元素的中间二元合金、含有添加元素的中间二元合金和铝基体材料进行熔炼，得到熔体。

确定所述熔体的过热度符合预设过热度要求时，利用惰性气体对所述熔体进行雾化制粉，得到预制粉末。

在惰性气体保护气氛下，对所述预制粉末进行筛分分级处理，得到所述增材制造用高强铝合金。

与现有技术相比，本发明提供的增材制造用高强铝合金的制备方法的有益效果与第一方面或者第一方面任一可能的实现方式所描述的增材制造用高强铝合金的有益效果相同，此处不做赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的一种增材制造用高强铝合金的制备方法的流程框图；

图2为本发明实施例提供的增材制造用高强铝合金的制备方法制备的增材制造用高强铝合金的形貌图一；