CN108500265A - 一种6061铝合金激光增材制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种6061铝合金激光增材制造工艺,在大大提高6061铝合金强度的同时并不降低塑性。本发明采用激光将6061铝合金粉末融化，凝固，之后立即进行低温惰性气体处理，以产生大量位错缺陷、进而增大强度。

Description

一种6061铝合金激光增材制造工艺
技术领域
本发明涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种6061铝合金的增材制造工艺。
背景技术
6061铝合金具有密度小、比强度高、导热、耐腐蚀等优异性能，是航空航天领域常用的一种轻质结构材料。然而，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6061铝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6061铝合金。
本发明的技术方案如下 :
本发明提供了一种6061铝合金的增材制造工艺，包括如下步骤：
（1）将6061铝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30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500～800W；所述6061铝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140～220℃再进行空冷。
有益的效果：
在本发明中，采用激光扫描后，6061铝合金粉末融化，凝固，之后立即进行低温惰性气体处理，可以产生大量缺陷，尤其是产生高密度位错网络，大大增强6061铝合金的强度；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不降低塑性。同时，采用本发明的方案可以制造形状复杂的零件，发挥增材制造的特长。
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6061铝合金原料粉末进行铺粉，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500W，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30摄氏度的氩气冷却；
（4）进行去应力退火处理：加热到140℃再进行空冷；
（5）重复步骤（1）-（4）10次，得到6061铝合金样品。
对制备的6061铝合金进行拉伸测试，抗拉强度为523Mpa，延伸率为11%。
实施例2
（1）将6061铝合金原料粉末进行铺粉，形成粉末层，铺粉的厚度优选为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800W，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220℃再进行空冷；
（5）重复步骤（1）-（4）10次，得到6061铝合金样品。
对制备的6061铝合金进行拉伸测试，抗拉强度为511Mpa，延伸率为10%。
实施例3
（1）将6061铝合金原料粉末进行铺粉，形成粉末层，铺粉的厚度为39μm；
（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650W，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170℃再进行空冷；
（5）重复步骤（1）-（4）10次，得到6061铝合金样品。
对制备的6061铝合金进行拉伸测试，抗拉强度为541Mpa，延伸率为10%。
对比：常规锻造、退火得到的6061铝合金的抗拉强度为310Mpa，延伸率为11%；可以看出，本发明的技术方案大大提高了6061铝合金的抗拉强度，同时塑性没有受到明显损失。
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6061铝合金增材制造工艺，其特征在于：该工艺采用激光将6061铝合金粉末融化、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6061铝合金增材制造工艺，其特征在于：该工艺包含如下步骤：
（1）将6061铝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30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6061铝合金增材制造工艺，其特征在于：激光扫描的功率为500～8000W。
4.一种如权利要求2所述的6061铝合金增材制造工艺，其特征在于：6061铝合金原料粉末的粒度为5～10μm。
5.一种如权利要求2所述的6061铝合金增材制造工艺，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6061铝合金增材制造工艺，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6061铝合金增材制造工艺，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6061铝合金增材制造工艺，其特征在于：激光扫描的扫描间距为0.1～0.2mm。
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