一种SLM制备铝合金中共晶硅的变质方法

摘要：

本发明公开了一种SLM制备铝合金中共晶硅的变质方法，属于金属材料增材制造领域。所述方法包括以下步骤：A、将铝合金粉末通过SLM制备铝合金制件；B、SLM制备铝合金制件的过程中，对铝合金制件进行热震动处理；所述热震动处理的具体操作包括：每打印一段时间，对SLM设备的基板和内腔进行加热并保温，然后冷却至基板的预热温度的步骤，直至铝合金制件制备完成。本发明采用SLM过程中热震动处理的方式实现共晶硅的变质作用，经处理后的共晶硅组织呈现细小、圆滑的外观，材料内部未发现孔洞裂纹等缺陷。本方法无需添加额外化学元素及添加外加机械场，操作简单，过程易控，为铝合金增材制造技术在航空航天领域的应用提供巨大潜力。

专利类型：发明专利

申请/专利号：CN202011420100.1

申请日期：2020-12-07

公开/公告号：CN112775439A

公开/公告日：2021-05-11

主分类号：B22F10/28(2021.01)

申请/专利权人:上海航天设备制造总厂有限公司

发明/设计人:孙靖;王旭琴;赵凯;张春杰;乔汝旺

主申请人地址:200245 上海市闵行区华宁路100号

专利代理机构:上海段和段律师事务所

代理人:李慧%郭国中

国别省市代码:上海;31

权利要求：

1.一种SLM制备铝合金共晶硅的变质方法，其特征在于，包括以下步骤： A、将铝合金粉末通过SLM制备铝合金制件； B、对SLM制备铝合金制件的过程中，对铝合金制件进行热震动处理； 所述热震动处理的具体操作包括：每打印一段时间，对SLM设备的基板和内腔进行加热并保温，然后冷却至基板的预热温度的步骤，直至铝合金制件制备完成。 2.根据权利要求1所述的SLM制备铝合金共晶硅的变质方法，其特征在于，热震动处理中，所述加热温度控制在500±50℃。 3.根据权利要求1所述的SLM制备铝合金共晶硅的变质方法，其特征在于，热震动处理中，所述保温时间控制在15-30min。 4.根据权利要求1所述的SLM制备铝合金共晶硅的变质方法，其特征在于，所述热震动处理的频次F与热震动处理中的保温时间t之间的关系为： 其中c为材料的比热容，ρ为材料的密度，d为SLM成形铝合金的单层厚度，k为材料的热导系数。 5.根据权利要求1所述的SLM制备铝合金共晶硅的变质方法，其特征在于，热震动处理中，所述冷却速率为10-15℃/min。 6.根据权利要求1所述的SLM制备铝合金共晶硅的变质方法，其特征在于，零件制备过程中，所述基板的预热温度为80℃。 7.根据权利要求1所述的SLM制备铝合金共晶硅的变质方法，其特征在于，所述铝合金粉末采用的铝合金选自AlSi10Mg、AlSi7Mg、AlSi12。 8.根据权利要求1所述的SLM制备铝合金共晶硅的变质方法，其特征在于，所述SLM制备铝合金制件采用的参数设置为：激光功率为350w，扫描速度为1000mm/s，铺粉层厚为30μm，扫描间距为0.18mm。 9.一种根据权利要求1-8任一项所述的变质方法制备的铝合金制件，其特征在于，所述铝合金制件中，共晶硅颗粒尺寸分布为0.1～2.0μm。 10.根据权利要求9所述的变质方法制备的铝合金制件，其特征在于，所述铝合金制件中，共晶硅颗粒为近球形结构。