[发明专利]一种铝镁合金结构件增材制造方法

摘要

本发明属于电弧熔丝增材制造技术领域，具体涉及一种铝镁合金结构件增材制造方法。其特征是：将自制的氩气保护装置放置在工作台上，内部放置铝合金基材，预先充入高纯惰性气体，使腔内氧含量为50～80μＬ∕Ｌ；利用特制送丝装置将铝镁合金丝材输送到电弧产生的熔池中，形成与预处理过的基材结合的电弧熔覆层；然后通过每一层的数控加工程序实现逐层熔覆，最终得到具有快速凝固组织特征的高性能、全致密、形状复杂的三维铝镁合金结构件。该制造方法的制造成本低、制造周期短、材料利用率高、性能稳定，可快速制作复杂零部件并较大幅度提高铝合金结构件的结构强度，减少合金内部气孔、裂纹等组织缺陷。

主权项

1.一种铝镁合金结构件增材制造方法，其特征在于，具体包括如下步骤：/n(1)基材预处理：首先将铝合金基体材料用砂纸打磨、抛光，之后在温度为30～50℃下，用酸溶液清洗20～30min，所述的酸溶液由浓度3％的氢氟酸溶液和浓度为8％的硫酸溶液按质量比1:3组成，再用清水清洗，然后将其依次放入丙酮、乙醇和超纯水中超声清洗5～10min，以便去除表面杂质，取出后吹干，采用激光打标机对其进行表面微结构加工，形成间距为50～200μm的棱台型微结构，待用；/n(2)铝镁合金丝材的制备：①将一定比例的纯镁锭、铝粉、铁基合金粉末加入到干燥的熔炼炉中，各成分质量百分比为：纯镁锭5～10％、铝粉60～80％、铁基合金粉末15～30％，所述的铁基合金粉末的质量百分比为：Cr：35.5、Mn：10、Si：5.2、B：4.5、Ni：4.0、Zn：2.7、C：3.8、Fe：余量，在温度为700℃～800℃条件下熔炼3～5h，得到铝镁合金熔液；②将步骤①得到的铝镁合金溶液在温度为650℃～700℃、铸造速度为3～3.5mm/min、冷却水强度为0.1MPa～0.15MPa、冷却水温度为10℃～20℃的条件下铸造成厚度为400～500mm的铝镁合金铸锭；③将步骤②得到的铝镁合金铸锭铣去表面的氧化皮，然后进行热锻开坯、热轧盘圆、修磨、冷拉、真空退火一系列正常工序加工成直径为1～2mm的铝镁合金盘丝；④成品丝在无应力状态下，用酸和丙酮除丝材表面的氧化皮和污染物，干燥之后绕制在自动送丝机用的转盘上，待用；/n(3)在铝镁合金结构件CAD三维实体模型切片数据的驱动下，利用切片技术将连续的三维CAD数模离散成具有一定层厚及顺序的分层切片，切片厚度为500～600μm，将铝镁合金结构件的三维数据信息转换成一系列的二维平面数据，提取每一层切片所产生的轮廓并根据切片轮廓设计合理的路径、激光扫描速度、搭接率等工艺参数，沿由二维平面数据所确定的扫描轨迹生成每一层的数控加工程序，并传递给数控工作台；/n(4)将自制的惰性气体保护装置放置在工作台上，内部放置烘干的铝合金基材，预先充入一定流量的高纯惰性气体，所述的惰性气体为氩氦混合气体，所述的惰性的气体的纯度≥99.99％，流量为25～40L·min