CN108356267A - 一种镁合金增材制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种镁合金的增材制造工艺。采用激光将镁合金粉末融化、凝固，之后立即进行低温惰性气体处理，可以产生大量位错缺陷，在大大提高镁合金强度的同时塑性不会明显降低。

Description

一种镁合金增材制造工艺
技术领域
本发明涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种镁合金的增材制造工艺。
背景技术
镁合金具有密度低、比强度高、导热、导电、耐腐蚀等性能，是航空航天领域常用的一种轻质结构材料。镁合金塑性差，传统加工技术难以实现变截面、内部复杂流道、精密薄壁件等复杂构件的制造，而这些对于增材制造技术却很容易实现。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于提供一种高强度镁合金的激光增材制造工艺，本发明提供的工艺能够获得质量优异的镁合金。
本发明的技术方案如下 :
本发明提供了一种镁合金的增材制造工艺，包括如下步骤：
（1）将镁合金原料粉末进行铺粉，形成粉末层；
（2）在惰性气体保护下，对粉末层进行激光扫描，进行增材制造；
（3）采用低于零下20摄氏度的惰性气体冷却；
（4）进行去应力退火处理；
（5）重复步骤（1）-（4）。
作为优选，所述激光扫描的功率优选为200～400W；所述镁合金原料粉末的粒度优选为5～10μm；所述激光扫描过程中的光斑直径优选为50～100μm，所述铺粉的厚度优选为30～50μm。激光扫描的速度优选为8000～10000mm/s，激光扫描的扫描间距优选为0.1～0.2mm，所述去应力退火处理的方式有选为：加热到140～160℃再进行空冷。
有益的效果：
在本发明中，采用激光扫描后，镁合金粉末熔化、凝固，之后立即进行低温惰性气体处理，可以产生大量缺陷，尤其是产生高密度位错网络，大大增强镁合金的强度；这种网络同时还可以允许位错通过，这样在强度增高的同时塑性不会恶化。同时，采用本发明的方案可以制造形状复杂的零件。
为了便于理解本发明，下面提供实施例用于解释本发明，但它们不构成对本发明的限定。
具体实施方式
下面通过结合实施例详细描述本发明。
实施例1
（1）将ZM2镁合金粉末进行铺粉，形成粉末层，铺粉的厚度为50μm；
（2）在氩体保护下，对粉末层进行激光扫描，进行增材制造；其中，激光功率为400W，激光扫描过程中的光斑直径优选为100μm，激光扫描的速度优选为9000mm/s，激光扫描的扫描间距优选为0.1mm；
（3）采用零下20摄氏度的氩气冷却；
（4）进行去应力退火处理：加热到100℃再进行空冷；
（5）重复步骤（1）-（4）10次，得到镁合金样品。
对制备的镁合金进行拉伸测试，抗拉强度为370Mpa，延伸率为2%。
实施例2
（1）将ZM2镁合金粉末进行铺粉，形成粉末层，铺粉的厚度为30μm；
（2）在氩体保护下，对粉末层进行激光扫描，进行增材制造；其中，激光功率为200W，激光扫描过程中的光斑直径优选为50μm，激光扫描的速度优选为10000mm/s，激光扫描的扫描间距优选为0.17mm；
（3）采用零下50摄氏度的氩气冷却；
（4）进行去应力退火处理：加热到160℃再进行空冷；
（5）重复步骤（1）-（4）10次，得到镁合金样品。
对制备的镁合金进行拉伸测试，抗拉强度为357Mpa，延伸率为2%。
实施例3
（1）将ZM6镁合金粉末进行铺粉，形成粉末层，铺粉的厚度为32μm；
（2）在氩体保护下，对粉末层进行激光扫描，进行增材制造；其中，激光功率为320W，激光扫描过程中的光斑直径优选为70μm，激光扫描的速度优选为8000mm/s，激光扫描的扫描间距优选为0.2mm；
（3）采用零下40摄氏度的氩气冷却；
（4）进行去应力退火处理：加热到150℃再进行空冷；
（5）重复步骤（1）-（4）10次，得到镁合金样品。
对制备的镁合金进行拉伸测试，抗拉强度为392Mpa，延伸率为3%。
按照国标的常规制造方法，ZM2铸造镁合金的抗拉强度为205Mpa，延伸率为2%；ZM6镁合金的抗拉强度为230Mpa，延伸率为3%。可以看出，本发明的技术方案大大提高了镁合金的抗拉强度，同时塑性没有受到损失。
以上所述仅是本发明实施方式的一些例子，应当指出：对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种镁合金增材制造工艺，其特征在于：该工艺采用激光将镁合金粉末融化、凝固，之后进行低温惰性气体处理。
2.一种如权利要求1所述的镁合金增材制造工艺，其特征在于：该工艺包含如下步骤：
（1）将镁合金原料粉末进行铺粉，形成粉末层；
（2）在惰性气体保护下，对粉末层进行激光扫描，进行增材制造；
（3）采用低于零下20摄氏度的惰性气体冷却；
（4）进行去应力退火处理；
（5）重复步骤（1）-（4）。
3.一种如权利要求2所述的镁合金增材制造工艺，其特征在于：激光扫描的功率为200～400W。
4.一种如权利要求2所述的镁合金增材制造工艺，其特征在于：镁合金原料粉末的粒度为5～10μm。
5.一种如权利要求2所述的镁合金增材制造工艺，其特征在于：激光扫描的光斑直径为50～100μm。
6.一种如权利要求2所述的镁合金增材制造工艺，其特征在于：铺粉的厚度为30～50μm。
7.一种如权利要求2所述的镁合金增材制造工艺，其特征在于：激光扫描的速度为8000～10000mm/s。
8.一种如权利要求2所述的镁合金增材制造工艺，其特征在于：激光扫描的扫描间距为0.1～0.2mm。
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