[发明专利]一种铝合金结构件的激光增材制造方法

权利要求书

1.一种铝合金结构件的激光增材制造方法，包括CAD制图软件、3D打印技术、激光熔覆技术、激光增材制造技术、稀土改性技术，其特征是：具体步骤如下：

（1）首先将铝合金基体材料用砂纸打磨、抛光，使材料表面粗糙度Ra <1μm，之后用5%～10%的盐酸酸洗30～40分钟，再用清水清洗，然后放入超声波仪器中用丙酮清洗半小时以上，最后将其放入高真空辉光等离子渗金属设备中阴极上，抽真空到10^-3pa以下，在电压-400～-800V，电流2～5 A参数下轰击30～40分钟，冷却到室温后取出待用；

（2）将一定比例的Al粉、铁基合金粉末、稀土La₂O₃粉末采用球磨机混合4小时以上；粉末通过真空等离子旋转电极雾化工艺来制备，粒度0.050～0.250ｍｍ；粉末混合均匀后放入150℃的烘干箱烘干1小时以上，再置于特制的送粉器中备用；

（3）在铝合金零件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500～800 μm，将铝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；

（4）将自制的氩气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氩气（≥99.99%），使腔内氧含量小于70μＬ∕Ｌ；

（5）开启激光和数控设备，调出激光加工程序，点击运行按钮，激光束按照预定的加工轨迹运行，与此同时，送粉装置将混合粉末喷射到激光束产生的熔池中，形成与基材冶金结合的激光熔覆层；通过每一层的数控加工程序实现逐层激光熔覆，获得一个熔覆截面，一层熔覆过后, 激光头上升一定高度(对应该薄层厚度), 再熔覆第2层，并使第2层与第1层冶金结合在一起，就这样逐层熔覆下去，最终得到三维金属零件。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征是：步骤（1）所述基体材料为任何系列铝合金。

3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征是：步骤（2）中所述的各粉末的质量百分比为：Al: 60～80，铁基合金粉末：15～35，La₂O₃粉末：5.0。

4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征是：所述铁基合金粉末质量百分比为：Cr：30.0，Si：4.0，B: 3.5，Ni:5.0，Mn ：1.5，C ：3.2，Fe：余量。

5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征是：步骤（3）所述激光熔覆的工艺参数为：输出功率1.2～5kW，光斑直径3～8mm，扫描速度200～1000mm/min，搭接率10%～30%。

6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征是：步骤（4）所述高纯Ar气流量为15～40L·min^-1。

7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征是：步骤（5）所述单个熔覆层厚度为500～800 μm。

8.用权利要求1-7之一所述的制造方法制成的铝合金结构件。