[发明专利]一种粉末表面稀土改性的铝合金复杂构件增材制造方法

摘要

一种粉末表面稀土改性的铝合金复杂构件增材制造方法，它涉及铝合金构件制备发方法。本发明为了解决高性能铝合金复杂构件的制备中出现的问题，本发明将增材制造用的商用铝合金粉末作为气相沉积工艺的基材，粒径尺寸15‑70μm，将稀土合金作为物理气相沉积的靶材，通过物理气相沉积在铝合金粉末表面沉积一层稀土元素涂层。本发明采用带有稀土涂层的铝合金粉末可显著提高构件的耐蚀、热稳定性及力学性能。本发明采用物理气相沉积对商用铝合金粉末进行稀土改性，材料利用率接较高，基本无材料浪费，且制备周期短，能耗低。本发明采用粉末激光增材制造可一次成形复杂结构部件，同时保证成形零件具有较高尺寸精度。本发明应用于材料加工工程领域。

主权项

1.一种粉末表面稀土改性的铝合金复杂构件增材制造方法，其特征在于它包以下步骤：步骤一：选取铝合金粉末，金属靶材选用稀土合金靶材；采用物理气相沉积工艺在铝合金粉末表面沉积稀土合金，即得到表面为稀土涂层的铝合金粉末；沉积过程中对粉末进行振动搅拌；所述的物理气相沉积工艺条件为：工作气体为Ar，反应气体为氧气，二者的流量比为5‑40mL/min，沉积温度100‑400℃，压强0.4‑2MPa，偏压‑100‑400V，沉积速率1‑5μm/h，沉积层质量占整体粉末的0.5‑4wt％；其中，稀土涂层是以钪、锆为主体元素，二者质量比例为0.5‑2：1，二者占整体铝合金粉末质量的0.3‑1wt.％，稀土涂层中非主体元素含量占整个涂层质量10‑30wt.％；步骤二：将带有稀土沉积涂层的铝合金粉末在负压、惰性保护气氛条件下进行烘干，烘干温度为353‑393K，烘干时间为1‑24h；步骤三:采用激光增材制造工艺制备铝合金构件，激光选区熔化参数如下：激光功率为100‑500W，扫描速度为100mm/s‑4000mm/s，层厚为25‑70μm，基板温度为25‑500℃，扫描间距为50‑150μm，扫描策略：往复式单向扫描，层层转换角度；步骤四:对激光增材制造的铝合金构件进行表面打磨或喷砂处理，即完成所述的粉末表面稀土改性的铝合金复杂构件增材制造。