[发明专利]一种超轻质铝合金高通量制备与表征方法

说明书

本发明公开了一种超轻质铝合金高通量制备与表征方法，具体包括以下步骤：1）以高Li含量的锂合金为原料进行粉碎得到Li粉末源；2）根据研究要求，按照设计的Li、Al成分比例，将Li粉末送入2219铝合金粉末中混粉，以得到多种不同设计成分的高通量制备用铝锂合金粉；3）将多种不同设计成分的铝锂合金粉分别送入高通量制造设备的多个装粉槽中，进行激光成型以制造得到铝合金试样；4）将铝合金试样置入检测设备，对其强度性能进行检验以筛选合格铝合金试样；5）对合格铝合金试样进行密度测试以确定密度最低的铝合金设计成分。本发明提供的前期快速制备快速筛选的方法，可大幅降低研发周期。

技术领域

本发明涉及金属材料制备的技术领域，尤其是涉及一种超轻质铝合金高通量制备与表征方法。

背景技术

铝合金作为目前产量与消费仅次于钢铁的金属材料，依靠其低密度、高比强、抗蚀性、良好的塑性与加工能力等优良性能，被广泛应用于航空航天、汽车、船舶等工业领域，随着现代工业的发展，对铝合金的性能要求日益提升，其中航空航天工业对于新一代轻质高强铝合金的需求更为严格。铝锂合金是一种日前在航空航天领域具有明显优势的新型轻质材料，锂作为自然界密度最低的金属，将锂加入铝合金中可大幅降低密度，提高弹性模量，但早期，由于工艺上的困难以及研究的缺乏导致其没有在工业中广泛应用，而近年来，对铝锂合金的研究已成为航天工业降低航天器重量的主要研究方向。

铝锂合金日前已发展到了第三代。第一代铝锂合金面世于20世纪50～60年代，在1957年，美国铝业公司开发了2020合金，第一代铝锂合金虽然降低了密度但延展性低、缺口敏感性高，难以满足航空航天性能要求且生产难度大、成本高。20世纪60年代中期，第二代铝锂合金相继面世，其中最为成功的是美国铝业的2090铝合金以及苏联的1420合金，‘大力神’运载火箭的载荷舱便是应用其制造的，减重达到了182Kg，但其各向异性严重、塑性与强度较低、大部分不可焊，难以与常规7XXX系铝合金相竞争。20世纪90年代第三代铝锂合金面世，相比第二代，其密度更低，各向异性小，加工成型性好，已广泛应用于航空航天领域。

纵观铝锂合金的发展，铝锂合金的主要要求便为满足特定的强度的同时确保其密度最低，铝锂合金的制造工艺较为困难、研发周期过长等缺点限制了新型铝锂合金的开发过程，因此，研发一种能够快速制造新型轻质铝合金并快速表征其强度与密度的方法，以缩减研发周期、降低研发成本是十分必要的。

发明内容

本发明的目的即在于提供基于高通量制备与表征方法设计了一种快速制造与表征超轻质铝合金的方法。

本发明的技术方案为一种超轻质铝合金高通量制备与表征方法，具体包括以下步骤：

1）以高Li含量的镁锂合金为原料进行粉碎得到Li粉末源；

2）根据研究要求，按照设计的Li、Al成分比例，将Li粉末送入2219铝合金粉末中混粉，以得到多种不同设计成分的高通量制备用铝锂合金粉；

3）将多种不同设计成分的铝锂合金粉分别送入高通量制造设备的多个装粉槽中，进行激光成型以制造得到铝合金试样；

4）将铝合金试样置入检测设备，对其强度性能进行检验以筛选合格铝合金试样；

5）对合格铝合金试样进行密度测试以确定密度最低的铝合金设计成分。

进一步优选的，所述高Li含量的镁锂合金为LA141（Mg-14Li-1Al）。

进一步优选的，所述粉碎是选用氧化铝陶瓷球，球料比为4：1，采用两级配球法，大氧化铝陶瓷球采用10mm，小球采用3mm以下，大球小球数量相同，将混合粉末研磨至30μm以下。