[发明专利]一种基于激光3D打印成形的高性能镁基复合材料及其制备方法

摘要

本发明属于镁基复合材料领域，具体来说是一种基于激光3D打印成形的高性能镁基复合材料及其制备方法，包括如下重量百分含量的各物质：单质硅颗粒2~5wt%、LiH 6~8wt%、CaH₂ 1~2wt%、余量为高纯镁粉。该粉体设计能有效降低镁合金粉末在成形过程中的蒸发、氧化等问题，从而保证了高性能镁合金的精密成形制造，同时也为激光增材制造专用镁合金粉末的制备提供了一种方法。

主权项

1.一种基于激光3D打印成形的高性能镁基复合材料制备方法，其特征在于，包括机械球磨混粉和激光3D打印成形固化两个部分：机械球磨混粉：将单质硅颗粒和高纯镁粉进行配比混合，得到混合粉末A；将混合粉末A置于球磨机中，对球磨罐进行连续抽真空并用氢气将残余空气排尽，之后向罐中通入氢气，气压控制在0.5 Mpa；对混合粉末A进行间歇式球磨，得到复合粉末B；秤取氢化钙、氢化锂与复合粉末B在无球磨介质条件下进行均匀混合，最终得到镁基混合粉体；所述单质硅颗粒、高纯镁粉、氢化钙和氢化锂的重量百分含量是：单质硅颗粒 2~5wt%LiH 6~8wt%CaH2 1~2wt%余量为高纯镁粉；激光3D打印成形固化：在计算机中构建三维实体几何模形，通过路径规划软件对三维实体进行分层切片，每层设定30µm；在成形腔体内铺放成形铝基板，并在粉料缸中倒入已制备好的镁基混合粉体，密封腔体同时开启循环除气净化系统，先用氩气进行除气，然后再通入氢气作为保护气氛，并维持在正压0.9‑1.2atm；建立加工任务，并设定铺粉厚度为30µm，粉料每层供应为60µm；成形过程中铺粉装置首先在粉床上均匀铺置一层厚度在30µm镁基混合粉体，随后激光束根据计算机模形的分层路径优化数据，对已铺置的粉层进行逐行扫描，形成二维平面；每层扫描完毕后，成形缸下降一个粉层高度，铺粉缸则上升一个粉层高度再度铺粉，激光束根据几何模形信息进行下一层的扫描，直至最终完整的实体被成形加工完毕，获得镁基复合材料。