[发明专利]一种3D打印高强铝合金粉末及其制备方法

权利要求书

1.一种3D打印高强铝合金粉末，其特征在于：包括Al、Si、Mg、Ti、Fe、Cu、Zn、Zr，质量百分比为：Si含量为0.4％-8％、Mg含量为1％-2.1％、Ti含量为0.2％-0.5％、Fe含量为0％-1％、Cu含量为0.5％-1.2％、Zn含量为3％-5.1％、Zr含量为0％-0.5％，余量为Al。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印高强铝合金粉末，其特征在于：Si含量为2％-6％、Mg含量为1％-1.5％、Ti含量为0.3％-0.5％、Fe含量为0％-0.6％、Cu含量为0.5％-1％、Zn含量为3％-4％、Zr含量为0％-0.2％、余量为Al。

3.根据权利要求2所述的一种3D打印高强铝合金粉末，其特征在于：Si含量为5％、Mg含量为1.5％、Ti含量为0.5％、Fe含量为0.6％、Cu含量为1％、Zn含量为4％、Zr含量为0.2％、余量为Al。

4.一种3D打印高强铝合金粉末的制备方法，其特征在于：用于制备权利要求1至3中任一项所述的一种3D打印高强铝合金粉末，包括步骤如下：

步骤(一)按照权利要求1至3中任一项所述的一种3D打印高强铝合金粉末成分进行配料，并进行预处理；

步骤(二)将配好的母材放入熔炼炉中进行真空感应气雾化制备铝合金粉末；

步骤(三)雾化铝合金粉末完全冷却后，收集铝合金粉末并过筛，对过筛后的铝合金粉末进行分析以及性能测试，得到满足要求的铝合金粉末；

步骤(四)将铝合金粉末与钇稳定氧化锆粉末混合，并采用射频等离子球化对两种粉末进行进一步球化处理和混合；

步骤(五)用球化后的混合粉末进行激光增材制造试样产品；

步骤(六)将步骤(五)制造的试样产品在拉伸试验机上进行力学拉伸试验，测试试样产品的抗拉强度和延伸率。

5.根据权利要求4所述的一种3D打印高强铝合金粉末的制备方法，其特征在于：步骤(一)中预处理过程为：先用100目砂纸对原料进行打磨，随后用酒精清洗，再用吹风机吹干，最后称量。

6.根据权利要求4所述的一种3D打印高强铝合金粉末的制备方法，其特征在于：步骤(二)中进行真空感应气雾化的工艺参数为：熔炼炉抽真空至10^-3Pa，雾化压力为4MPa-6MPa，熔炼功率为20kW-40kW。

7.根据权利要求4所述的一种3D打印高强铝合金粉末的制备方法，其特征在于：步骤(三)中过筛获得粒度分布为15μm-53μm的铝合金粉末；并进行成分分析、微观组织分析，流动性性能测试、松装密度性能测试。

8.根据权利要求4所述的一种3D打印高强铝合金粉末的制备方法，其特征在于：步骤(四)中钇稳定氧化锆粉末粒度为10nm-100nm，钇稳定氧化锆粉末含量为0.1％-1.5％，钇稳定氧化锆粉末中的钇含量为5％-10％。

9.根据权利要求4所述的一种3D打印高强铝合金粉末的制备方法，其特征在于：步骤(四)中射频等离子球化的工艺参数：送粉速率为4g/min-8g/min，载气流量为2slpm-6slpm，鞘气流量为15slpm，功率为15kW。

10.根据权利要求4所述的一种3D打印高强铝合金粉末的制备方法，其特征在于：步骤(五)中激光增材制造具体过程为：

步骤(A)将步骤(四)中混合后的铝合金粉末倒入3D打印机中，抽真空至真空度达到10^-3Pa；

步骤(B)通入Ar作为保护气体，开启预热，温度到达70℃后开始进行铝合金SLM打印成形；

步骤(C)打印参数：激光功率为200W-500W，厚度为50μm，预热温度为100℃-150℃。