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CN111593238A - 一种激光同轴送粉增材制造铝合金粉末及其在修复5系铝合金中的应用 - Google Patents

一种激光同轴送粉增材制造铝合金粉末及其在修复5系铝合金中的应用 Download PDF

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CN111593238A
CN111593238A CN202010630989.XA CN202010630989A CN111593238A CN 111593238 A CN111593238 A CN 111593238A CN 202010630989 A CN202010630989 A CN 202010630989A CN 111593238 A CN111593238 A CN 111593238A
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powder
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Abstract

本发明公开了一种激光同轴送粉增材制造铝合金粉末及其在修复5系铝合金中的应用,按照质量百分比,由以下组份组成:Si:0.4~1.5wt%,Mg:0.5~5.0wt%,Cu:0.15~0.8wt%,Mn:0.05~0.9wt%,Zn:0.15~0.7wt%,Cr:0.01~1.0wt%,Ti:0.2~1.2wt%,Fe:0.1~2.0wt%,Zr:0.2~2.1wt%,Sc:0.2~2.1wt%,Ni:0.15~0.65wt%,TiB2:0.2~2.5wt%,Ce:0.1~0.9wt%,余量为Al。本发明在5系铝合金的基础上添加了Zn、Cr、Ti、Fe、Ni、TiB2和Ce的有益元素,形成长程有序相以及孪晶相等第二相来形成元素协同强化,消除材料各向异性,同时增加了Si元素的含量,在激光熔覆凝固后期形成共晶组织,用于补充快速凝固所带来的热裂纹孔隙,用于补充快速凝固所带来的热裂纹孔隙。

Description

一种激光同轴送粉增材制造铝合金粉末及其在修复5系铝合 金中的应用
技术领域
本发明属于激光熔覆表面修复以及表面改性技术,具体涉及一种激光同轴送粉增材制造铝合金粉末及其在修复5系铝合金中的应用。
背景技术
5xxx铝合金拥有中高等的强度以及良好的焊接性能、耐腐蚀性能,在交通运输和结构工程专业有着广泛应用,比如桥梁、航空发动机零件以及机身蒙板、运输船、起重机。近年来,随着国内外科技工业技术的发展,为了减轻机械本身的重量,铝合金逐渐代替了钢铁材料。但是,铝合金在服役过程中往往会由于外界大的应力作用的影响,包括表面摩擦以及往复的卸载和加载作用导致表面疲劳,产生裂纹以及孔隙等缺陷。因此,大量研究人员通过激光修复以及热喷涂等技术来修复铝合金表面缺陷,减少因缺陷导致的材料浪费,降低成本。
目前Al-Mg-Sc-Zr合金粉末直接用于激光修复存在很多问题和缺陷,修复涂层柱状晶生长明显、枝晶间存在大量孔隙以及对于较宽面积修复容易开裂,导致修复层综合强度低,抗疲劳性能低。目前已有的研究的专利都是用于粉末床激光增材制造的Al-Mg-Sc合金粉末,直接用于激光同轴送粉增材制造,极易出现力学性能低下、裂纹等问题。因为粉末床增材制造与送粉增材制造属于不同类型的增材制造方法,前者冷却速度快,晶粒不易长大,力学性能高;但是后者晶粒易于长大,析出相较粗大。在公开号为CN109175350A的专利中公开了一种用于增材制造的Al-Mg-Mn-Sc-Zr铝合金粉末及其制备方法,其通过添加Sc和Zr元素来增强Al-Mg合金,虽然铝合金强度达到了450MPa,但是难避免在打印过程中会出现裂纹孔洞等缺陷,并且很难消除其与基体材料之间的各向异性。更进一步而言,上述铝合金粉末配方很难用于同轴送粉修复的工艺,因为在修复过程中,修复涂层柱状晶生长明显、存在孔洞,用于大面积修复时非常容易开裂。在公开号为CN107881382A的专利中公开了一种增材制造专用稀土改性高强铝合金粉体,该配方主要通过添加不同的稀土元素来优化Al-Mg合金体系来增加在增材制造工艺下合金强度,但是强度依然低于300MPa,主要是忽视其他元素对合金强度提高的协同作用,该体系打印的零部件依然会存在各向异性以及柱状晶占比大的情况。
发明内容
本发明的目的是提供一种综合性能优越、较宽面积修复无裂纹无孔隙、晶粒组织细小无明显柱状晶以及耐疲劳、抗冲击性优良、具有优越熔覆性能的激光同轴送粉增材制造铝合金粉末及其在修复5系铝合金中的应用。
本发明这种激光同轴送粉增材制造铝合金粉末,按照质量百分比,由以下组份组成:Si:0.4~1.5wt%,Mg:0.5~5.0wt%,Cu:0.15~0.8wt%,Mn:0.05~0.9wt%,Zn:0.15~0.7wt%,Cr:0.01~1.0wt%,Ti:0.2~1.2wt%,Fe:0.1~2.0wt%,Zr:0.2~2.1wt%,Sc:0.2~2.1wt%,Ni:0.15~0.65wt%,TiB2:0.2~2.5wt%,Ce:0.1~0.9wt%,余量为Al。
优选的,所述的激光同轴送粉增材制造铝合金粉末,按照质量百分比,由以下组份组成:Si:1.2wt%,Mg:4.6wt%,Cu:0.6wt%,Mn:0.5wt%,Zn:0.55wt%,Cr:0.7wt%,Ti:0.9wt%,Fe:1.4wt%,Zr:0.9wt%,Sc:1.8wt%,Ni:0.45wt%,TiB2:2wt%,Ce:0.65wt%,余量为Al。
优选的,所述的激光同轴送粉增材制造铝合金粉末,按照质量百分比,由以下组份组成:Si:1.4wt%,Mg:5.0wt%,Cu:0.7wt%,Mn:0.7wt%,Zn:0.65wt%,Cr:0.8wt%,Ti:1.0wt%,Fe:1.6wt%,Zr:1.0wt%,Sc:2.0wt%,Ni:0.55wt%,TiB2:2.2wt%,Ce:0.75wt%,余量为Al。
所述的激光同轴送粉增材制造铝合金粉末的制备方法,包括以下步骤:
1)真空熔炼+雾化:将组份中除TiB2外的金属单质按照配比,加入真空熔炼炉中,进行熔炼,熔炼完毕后进行雾化制粉,得到初级合金粉末;2)球磨共混+干燥:向步骤1)中的初级合金粉末中按照比例加入TiB2进行球磨共混,球磨完毕进行筛分和真空干燥后,得到激光同轴送粉增材制造铝合金粉末。
所述步骤1)中,熔炼温度为550~650℃,炉内压力为0.6~0.7MPa;雾化气氛为氩气,雾化气体压力3~7MPa,所制得初级合金粉末的平均粒度为100~160μm。
所述步骤2)中,球磨介质为无水乙醇,球磨转速为200rad/min,球磨时间为6~7h;筛分后粉末的粒度为110~140μm,真空干燥温度为80~100℃,干燥时间为1~3h,真空度为-1.0×105Pa。
一种根据上述激光同轴送粉增材制造铝合金粉末在修复5系铝合金中的应用。
根据上述的激光同轴送粉增材制造铝合金粉末修复5系铝合金的方法,包括以下步骤:
利用三维探测5系铝合金受损位置,接着对受损部位打磨切削,再接着进行丙酮清洗,然后通过同轴送粉激光修复。
所述的同轴送粉激光修复的工艺参数为:
激光间距为1mm;
激光能量范围为400~1000W;
激光扫描速度为400~800mm/min;
送粉速率为1000~1800mm3/min;
送粉气流量为5L/min。
本发明的原理:本发明同轴激光增材修复专用铝合金粉末材料,所述合金在传统配方的基础上添加TiB2硬质相,消除了涂层向外生长的柱状晶组织,形成等轴晶粒,消除晶间裂纹和孔洞的产生,同时细化组织结构和钉扎边界的移动,对修复层硬度和耐磨性能有很大程度的提高。本发明同轴激光增材修复专用铝合金粉末材料,所述合金在传统配方的基础上提高了Mg、Ti和Cr元素的含量,特别是Mg的含量提高至5%,以保证在该工艺下形成元素的超饱和固溶以及Ti元素形成长程有序结构相,从而增强熔覆涂层的综合力学性能,同时增加了Si元素的含量,在激光熔覆凝固后期形成共晶组织,用于补充快速凝固所带来的热裂纹孔隙。本发明同轴激光增材修复专用铝合金粉末材料,所述合金在传统配方的基础上增加了稀土元素Ce,其意义在于,Ce元素的加入具有细化第二相的作用并且呈弥散分布,使得Al3(Sc,Cr)、Mg2Si、Al5Fe(Ni,Cu)、Al3(Ni,Cu)等强化相形成纳米结构弥散相;同时稀土元素的加入有助于细化晶粒,强化晶界,也起到了良好的脱氧作用。
本发明的有益效果:
1)根据同轴送粉工艺的特性,本发明在5系铝合金的基础上添加了Zn、Cr、Ti、Fe、Ni、TiB2和Ce的有益元素,形成长程有序相以及孪晶相等第二相来形成元素协同强化,消除材料各向异性,同时增加了Si元素的含量,在激光熔覆凝固后期形成共晶组织,用于补充快速凝固所带来的热裂纹孔隙,用于补充快速凝固所带来的热裂纹孔隙。2)本发明目的在于解决上述铝合金器件激光修复存在的问题,通过对5xxx铝合金成分进行调整和改善,提供一种价格适中、性能优良稳定、强度高、无裂纹孔隙的铝合金激光修复用的合金粉末,以及最优化的激光修复工艺。同时,也适用于作为其他牌号铝合金零部件的激光熔覆修复用高强度合金粉末,应用前景广阔,可以产生重大的社会经济效益,在很大程度上降低成本。3)本发明中的同轴激光增材修复专用高强度铝合金粉末材料,是在5系铝合金的基础上,对含量成分进行了调整以及添加了合金基体强化元素,同时还考虑了各元素之间协同作用,使涂层获得更加优越的综合性能。从而实现涂层在同轴送粉的工艺下获得无裂纹孔洞、均为细小等轴晶组织、高强度、耐磨性能优越以及高的抗冲击性能的修复涂层,在根本上解决了目前激光修复对于铝合金器件的修复存在在的问题和缺陷,包括修复涂层柱状晶生长明显、枝晶间存在大量孔隙以及对于较宽面积修复容易开裂等问题。激光修复后,涂层部位结合均为冶金结合,硬度最大可提高32HV0.2,抗拉强度达到320MPa,性能稳定,对于较宽面积修复无裂纹产生。
附图说明
图1实施例1中雾化制粉的初级合金粉末的SEM图像;
图2实施例1~4修复前后铝合金零部件硬度变化;
图3实施例4中5系铝合金修复件;
图4实施例4中5系铝合金零部件修复区域拉伸强度曲线;
图5实施例4修复后金相显微组织。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征和效果能够充分体现和更容易理解,下面结合具体实施例对本发明进行进一步的说明。所述实例并不用于对本发明的任何限制。对于本领域技术人员而言,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
实施例1
采用同轴送粉激光熔覆对5xxx铝合金大尺寸零部件表面裂纹进行修复,所述5xxx铝合金零部件表面硬度为89HV0.2,受损修复面积为60mm×50mm。
Step1:制备修复用铝合金粉末,其成分按质量百分比计算为Si:1.0wt%,Mg:3.4wt%,Cu:0.4wt%,Mn:0.3wt%,Zn:0.35wt%,Cr:0.5wt%,Ti:0.7wt%,Fe:1.1wt%,Zr:0.7wt%,Sc:1.4wt%,Ni:0.25wt%,TiB2:1.6wt%,Ce:0.45wt%,余量为Al。
Step2:初级合金粉末制备:将组份中除TiB2以外的金属单质按照Step1的比例加入到真空熔炼炉中,在熔炼温度为600℃,炉内压力为0.6MPa的条件下进行熔炼,熔炼完毕后,在氩气气氛,气体压力为5MPa条件下进行雾化,得到初级合金粉末,对初级合金粉末进行SEM表征,结果如图1所示,从图1可以看出初级合金粉末成球状,平均尺寸为130um。
Step3:将步骤2)中的初级合金粉末与TiB2按照比例混合后,加入无水乙醇进行球磨6h,球磨的转速为200rad/min,球磨完毕后进行筛分干燥,其筛分后粉末的粒度为110~140μm,将金属粉末放入真空干燥箱中干燥2h,干燥温度为90℃,真空度为-1.0×105Pa,即制得同轴送粉激光增材修复专用铝合金粉末。
Step4:利用三维探测技术对损伤零部件进行探伤,确定受损部位,然后对受损部位进行打磨切削,用丙酮进行清洗。
Step5:设定同轴送粉激光器的工艺参数为激光间距1mm;激光能量功率700W;激光扫描速度为700mm/min;送粉速率为1351.2mm3/min;送粉气流量为5L/min,将激光器喷头扫描区域对准受损部位区域,形成熔覆涂层,完成同轴送粉激光修复工作,最后通过机加工打磨去掉突出的涂层。
修复后对熔覆层进行性能鉴定,结果如图2所示,结果表明,涂层和零部件形成良好的冶金结合,涂层形成等轴晶体结构,无裂纹孔洞产生,不受到修复面积大的影响;测得涂层硬度为104HV0.2,较修复前硬度提高了15HV0.2,熔覆层硬度有显著提高,在20min的耐磨损测试中,磨损量熔覆前后减少了0.103g,耐磨性提高了21%。
实施例2
采用同轴送粉激光熔覆对5xxx铝合金大尺寸零部件表面裂纹进行修复,所述5xxx铝合金零部件表面硬度为92HV0.2,受损修复面积为70mm×40mm。
Step1:制备修复用铝合金粉末,其成分按质量百分比计算为Si:1.0wt%,Mg:4.0wt%,Cu:0.5wt%,Mn:0.4wt%,Zn:0.45wt%,Cr:0.6wt%,Ti:0.8wt%,Fe:1.2wt%,Zr:0.8wt%,Sc:1.6wt%,Ni:0.35wt%,TiB2:1.8wt%,Ce:0.55wt%,余量为Al。
Step2:初级合金粉末制备:将组份中除TiB2以外的金属单质按照Step1的比例加入到真空熔炼炉中,在熔炼温度为600℃,炉内压力为0.6MPa的条件下进行熔炼,熔炼完毕后,在氩气气氛,气体压力为5MPa条件下进行雾化,得到初级合金粉末,初级合金粉末平均粒度为120μm
Step3:将Step2中的初级合金粉末与TiB2按照比例混合后,加入无水乙醇进行球磨6h,球磨的转速为200rad/min,球磨完毕后进行筛分干燥,其筛分后粉末的粒度为110~140μm,将金属粉末放入真空干燥箱中干燥2h,干燥温度为90℃,真空度为-1.0×105Pa,即制得同轴送粉激光增材修复专用铝合金粉末。
Step4:利用三维探测技术对损伤零部件进行探伤,确定受损部位,然后对受损部位进行打磨切削,用丙酮进行清洗。
Step5:设定同轴送粉激光器的工艺参数为激光间距1mm;激光能量功率700W;激光扫描速度为700mm/min;送粉速率为1351.2mm3/min;送粉气流量为5L/min,将激光器喷头扫描区域对准受损部位区域,形成熔覆涂层,完成同轴送粉激光修复工作,最后通过机加工打磨去掉突出的涂层。
修复后对熔覆层进行性能鉴定,结果如图2所示,测得涂层硬度为113HV0.2,较修复前硬度提高了21HV0.2,熔覆层硬度有显著提高,在20min的耐磨损测试中,磨损量熔覆前后减少了0.143g,耐磨性提高了24%;结合均为冶金结合,晶粒细小无裂纹孔洞。
实施例3
采用同轴送粉激光熔覆对5xxx铝合金大尺寸零部件表面裂纹进行修复,所述5xxx铝合金零部件表面硬度为92HV0.2,受损修复面积为60mm×40mm。
Step1:制备修复用铝合金粉末,其成分按质量百分比计算为Si:1.2wt%,Mg:4.6wt%,Cu:0.6wt%,Mn:0.5wt%,Zn:0.55wt%,Cr:0.7wt%,Ti:0.9wt%,Fe:1.4wt%,Zr:0.9wt%,Sc:1.8wt%,Ni:0.45wt%,TiB2:2.0wt%,Ce:0.65wt%,余量为Al。
Step2:初级合金粉末制备:将组份中除TiB2以外的金属单质按照Step1的比例加入到真空熔炼炉中,在熔炼温度为600℃,炉内压力为0.6MPa的条件下进行熔炼,熔炼完毕后,在氩气气氛,气体压力为5MPa条件下进行雾化,得到初级合金粉末,初级合金粉末平均粒度为140μm。
Step3:将Step2中的初级合金粉末与TiB2按照比例混合后,加入无水乙醇进行球磨6h,球磨的转速为200rad/min,球磨完毕后进行筛分干燥,其筛分后粉末的粒度为110~140μm,将金属粉末放入真空干燥箱中干燥2h,干燥温度为90℃,真空度为-1.0×105Pa,即制得同轴送粉激光增材修复专用铝合金粉末。
Step4:利用三维探测技术对损伤零部件进行探伤,确定受损部位,然后对受损部位进行打磨切削,用丙酮进行清洗。
Step5:设定同轴送粉激光器的工艺参数为激光间距1mm;激光能量功率700W;激光扫描速度为700mm/min;送粉速率为1351.2mm3/min;送粉气流量为5L/min,将激光器喷头扫描区域对准受损部位区域,形成熔覆涂层,完成同轴送粉激光修复工作,最后通过机加工打磨去掉突出的涂层。
修复后对熔覆层进行性能鉴定,结果如图2所示,测得涂层硬度为117HV0.2,较修复前硬度提高了27HV0.2,熔覆层硬度有显著提高,在20min的耐磨损测试中,磨损量熔覆前后减少了0.183g,耐磨性提高了27%;结合均为冶金结合,晶粒细小无裂纹孔洞。
实施例4
采用同轴送粉激光熔覆对5xxx铝合金大尺寸零部件表面裂纹进行修复,所述5xxx铝合金零部件表面硬度为98HV0.2,拉伸强度为295MPa,受损修复面积为70mm×70mm。
Step1:制备修复用铝合金粉末,其成分按质量百分比计算为Si:1.4wt%,Mg:5wt%,Cu:0.7wt%,Mn:0.7wt%,Zn:0.65wt%,Cr:0.8wt%,Ti:1.0wt%,Fe:1.6wt%,Zr:1.0wt%,Sc:2.0wt%,Ni:0.55wt%,TiB2:2.2wt%,Ce:0.75wt%,余量为Al。
Step2:初级合金粉末制备:将组份中除TiB2以外的金属单质按照Step1的比例加入到真空熔炼炉中,在熔炼温度为600℃,炉内压力为0.6MPa的条件下进行熔炼,熔炼完毕后,在氩气气氛,气体压力为5MPa条件下进行雾化,得到初级合金粉末,初级合金粉末平均粒度为150μm
Step3:将Step2中的初级合金粉末与TiB2按照比例混合后,加入无水乙醇进行球磨6h,球磨的转速为200rad/min,球磨完毕后进行筛分干燥,其筛分后粉末的粒度为110~140μm,将金属粉末放入真空干燥箱中干燥2h,干燥温度为90℃,真空度为-1.0×105Pa,即制得同轴送粉激光增材修复专用铝合金粉末。
Step4:利用三维探测技术对损伤零部件进行探伤,确定受损部位,然后对受损部位进行打磨切削,用丙酮进行清洗。
Step5:设定同轴送粉激光器的工艺参数为激光间距1mm;激光能量功率700W;激光扫描速度为700mm/min;送粉速率为1351.2mm3/min;送粉气流量为5L/min,将激光器喷头扫描区域对准受损部位区域,形成熔覆涂层,完成同轴送粉激光修复工作,最后通过机加工打磨去掉突出的涂层。
修复零部件如图3所示,修复后对熔覆层进行性能鉴定,结果如图2所示,测得涂层硬度为120HV0.2,较修复前硬度提高了32HV0.2,熔覆层硬度有大幅度提高;修复区域拉伸强度提高至320MPa,如图4所示,为修复后磨损区域的拉伸应力应变曲线;在20min的耐磨损测试中,磨损量熔覆前后减少了0.203g,耐磨性提高了30%;结合均为冶金结合,晶粒细小无裂纹孔洞,显微组织金相图如图5所示。
对比例1
将实施例4中Mg、Zr、Sc、Ni、TiB2、Ce元素含量分别降低至:1.0%、0.2wt%、0.4wt%、0.1wt%、0.1wt%和0.05wt%,其余制备条件均与实施例4相同,对零部件进行修复后发现零部件涂层柱状晶生长明显,枝晶间有孔隙孔洞存在,并且对于大面积修复存在应力开裂现象。
对比例2
将实施例4中Zr、Sc、Ni、TiB2、Ce元素含量分别提高至:2.5wt%、2.5wt%、0.75wt%、3wt%和1.1wt%,其余制备条件均与实施例4相同,对零部件进行修复后发现零部件涂层硬度粗糙度比较大,硬度为108HV0.2,相对于实施例4,硬度只增加了10HV0.2,硬度增加幅度降低,并且在在组织内部出现未熔化TiB2颗粒。
对比例3
将实施例4中TiB2、Ce元素含量分别降低至0wt%和0wt%,其余制备条件均与实施例4相同,对零部件进行修复后发现零部件涂层向外生长的柱状晶生长明显,存在孔洞,大面积修复有裂纹产生。
对比例4
将实施例4中激光工艺参数,包括激光能量功率提高至1100W,发现制备涂层出现过烧的情况,以及涂层出现向内凹陷。
对比例5
将实施例4中激光工艺参数,包括激光扫描速度提高至1000mm/min,由于扫描速度过快出现扫描区域涂层较薄以及粉末过少,材料性能缺陷较多。
本发明针对目前同轴送粉激光熔覆修复铝合金出现的问题,提供了一种强度高、较宽面积修复无裂纹无孔隙、晶粒组织细小无明显柱状晶以及耐疲劳、抗冲击性优良、具有优越熔覆性能的5系铝合金用激光熔覆修复合金粉末,专用于同轴送粉激光修复技术,即可用于修复5系铝合金表面缺陷以及表面改性,也可以用于其他铝合金零部件表面的修复,不受5系铝合金的约束。

Claims (9)

1.一种激光同轴送粉增材制造铝合金粉末,其特征在于,按照质量百分比,由以下组份组成:Si:0.4~1.5wt%,Mg:0.5~5.0wt%,Cu:0.15~0.8wt%,Mn:0.05~0.9wt%,Zn:0.15~0.7wt%,Cr:0.01~1.0wt%,Ti:0.2~1.2wt%,Fe:0.1~2.0wt%,Zr:0.2~2.1wt%,Sc:0.2~2.1wt%,Ni:0.15~0.65wt%,TiB2:0.2~2.5wt%,Ce:0.1~0.9wt%,余量为Al。
2.根据权利要求1所述的激光同轴送粉增材制造铝合金粉末,其特征在于,所述的激光同轴送粉增材制造铝合金粉末,按照质量百分比,由以下组份组成:Si:1.2wt%,Mg:4.6wt%,Cu:0.6wt%,Mn:0.5wt%,Zn:0.55wt%,Cr:0.7wt%,Ti:0.9wt%,Fe:1.4wt%,Zr:0.9wt%,Sc:1.8wt%,Ni:0.45wt%,TiB2:2wt%,Ce:0.65wt%,余量为Al。
3.根据权利要求1所述的激光同轴送粉增材制造铝合金粉末,其特征在于,所述的激光同轴送粉增材制造铝合金粉末,按照质量百分比,由以下组份组成:Si:1.4wt%,Mg:5.0wt%,Cu:0.7wt%,Mn:0.7wt%,Zn:0.65wt%,Cr:0.8wt%,Ti:1.0wt%,Fe:1.6wt%,Zr:1.0wt%,Sc:2.0wt%,Ni:0.55wt%,TiB2:2.2wt%,Ce:0.75wt%,余量为Al。
4.根据权利要求1~3中任意一项所述的激光同轴送粉增材制造铝合金粉末的制备方法,包括以下步骤:
1)真空熔炼+雾化:将组份中除TiB2外的金属元素按照配比,加入真空熔炼炉中,进行熔炼,熔炼完毕后进行雾化制粉,得到初级合金粉末;(请核实理解是否正确)
2)球磨共混+干燥:向步骤1)中的初级合金粉末中按照比例加入TiB2进行球磨共混,球磨完毕进行筛分和真空干燥后,得到激光同轴送粉增材制造铝合金粉末。
5.根据权利要求4所述的激光同轴送粉增材制造铝合金粉末的制备方法,其特征在于,所述步骤1)中,熔炼温度为550~650℃,炉内压力为0.6~0.7MPa;雾化气氛为氩气,雾化气体压力3~7MPa,所制得初级合金粉末的粒度为100~160μm。
6.根据权利要求4所述的激光同轴送粉增材制造铝合金粉末的制备方法,其特征在于,所述步骤2)中,球磨介质为无水乙醇,球磨转速为200rad/min,球磨时间为6~7h;筛分后粉末的粒度为110~140μm,真空干燥温度为80~100℃,干燥时间为1~3h,真空度为-1.0×105Pa。
7.一种根据权利要求1~3任意一项所述的激光同轴送粉增材制造铝合金粉末在修复5系铝合金中的应用。
8.根据权利要求7所述的激光同轴送粉增材制造铝合金粉末修复5系铝合金的方法,包括以下步骤:
利用三维探测5系铝合金受损位置,接着对受损部位打磨切削,再接着进行丙酮清洗,然后通过同轴送粉激光修复。
9.根据权利要求8所述的激光同轴送粉增材制造铝合金粉末修复5系铝合金的方法,其特征在于,所述的同轴送粉激光修复的工艺参数为:
激光间距为1mm;
激光能量范围为400~1000W;
激光扫描速度为400~800mm/min;
送粉速率为1000~1800mm3/min;
送粉气流量为5L/min。
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