[发明专利]一种3D打印高强度Al-Cr-Sc合金

说明书

本发明公开了一种3D打印高强度Al‑Cr‑Sc合金，其中，一种3D打印高强度铝铬合金用金属粉末，其包括：以质量百分比计，所述金属粉末包括：Cr：2.5～10％、Mg：0.5～2.5％、Sc：0.1～0.9％、Zr：0.2～0.7％、Si：0.1～0.3％、Mn：0.2～0.45％、Fe：0.1～0.35％、Ti：0.1～0.25％，AlCl₃粉末0.05～0.5％，CaCl₂+NaCl：0.05～0.3％，余量为Al；该金属粉末的制备方法为称取Al、Cr、Mg、Sc、Zr、Si、Mn、Fe、Ti纯金属块原料加热熔炼；雾化制粉、筛分，保温干燥；加入AlCl₃、CaCl₂以及NaCl粉末，球磨混合即可，打印出来的铝合金零部件，无裂纹、致密度高，力学性能优越，耐磨性好、耐腐蚀性强以及抗高温氧化性优越。

技术领域

本发明属于增材制造3D打印材料设计技术领域，具体涉及一种3D打印高强度Al-Cr-Sc合金。

背景技术

近年来，增材制造(俗称3D打印，本专利中特制激光选区熔化、激光熔化沉积两种工艺)铝合金在航空航天、轨道交通等领域受到广泛重视。这是因为：第一，铝合金的传统加工方法主要是铸造、塑性加工和焊接，难以成形形状复杂度高的构件。随着航空航天与轨道交通向轻量化发展，复杂拓扑结构设计的铝合金零件，采用传统方法难以加工，而需要采用3D打印技术加工；第二，传统铸造、塑性加工的铝合金难以制备超细晶组织的铝合金，而3D打印可以实现超细晶铝合金制造。第三，3D打印本身不仅仅是一种成形技术，还可以创造新材料，因为3D打印是一种极端非平衡制备手段，可以极大扩散溶质元素在铝合金中的固溶度，从而制备或制造亚稳铝合金材料。

但是，3D打印铝合金并不是简单地将传统牌号的铝合金作为原料，气雾化制备粉末，就能实现高质量打印。目前3D打印传统牌号铝合金面临以下几个方面的难题：(1)目前传统牌号的铝合金仅有4系的铸造AlSi合金适合3D打印，成形性也较好，3D打印铝合金大多是铝硅的一系列合金，但是其力学性能并不高(拉伸＜400MPa，延伸率＜6.5％)。(2)传统牌号铝合金如2-7系铝合金气雾化粉末的3D打印极易产生热裂纹，力学性能差。因此，需要在一定程度上抛开传统2-7系的铝合金牌号的概念，研发适合于专门3D打印的铝合金。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述的技术缺陷，提出了本发明。

因此，作为本发明其中一个方面，本发明克服现有技术中存在的不足，提供一种一种3D打印高强度Al-Cr-Sc合金。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种3D打印高强度铝铬合金用金属粉末，其包括，以质量百分比计，所述金属粉末为气雾化预合金粉，包括：Cr：4.5～6.5％、Mg：1.5～2.0％、Sc：0.5～1.2％、Zr：0.2～0.35％、Si：0.2～0.3％、Mn：0.25～0.35％、Fe：0.2～0.3％、Ti：0.15～0.2％、AlCl3粉末：0.1～0.25％,、CaCl2+NaCl：0.1～0.2％，余量为Al。