CN109487126A - 一种可用于3d打印的铝合金粉末及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可用于3D打印的铝合金粉末及其制备方法和应用。所述铝合金粉末包括如下质量分数的成分：Mg：1.00～10.00wt％；Sc：0.10～1.80wt％；Zr：0.1～1.60wt％；Mn：0.05～3.50wt％；Fe：0.01～0.90wt％；Cu:0.01～3.00wt％；Si：0.01～3.00％；Zn：0.01～3.50wt％；Cr：0.01～0.08wt％；Ni：0.01～0.08wt％，其余为Al。采用本发明所述铝合金粉末制得的3D打印工件，具有组织细密、力学性能好、抗应力腐蚀性强等优点。

Description

一种可用于3D打印的铝合金粉末及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于增材制造(也称3D打印)专用材料领域，具体涉及一种可用于3D打印的铝合金粉末及其制备方法和应用。
背景技术
激光增材制造技术作为一种快速制造技术，成为解决复杂高性能精密铝合金构件成形难题的有效途径。激光3D打印技术无需机械加工或模具，具有无成分偏析、晶粒细小、力学强度高、精度高、形状复杂等优点。但是，适用于激光3D打印的铝合金较少，仅有低强度和延展率的Al-Si合金和Al-Si-Mg合金以及空中客车公司开发的Scalmalloy合金。
Scalmalloy合金拉伸强度为490MPa，延伸率为13％，但其强化机制单一，主要是Al3Sc纳米粒子强化。此外，现有3D打印铝合金还存在如下问题：(1)抗应力腐蚀能力不足，难以满足在大型飞机和轨道交通服役环境对抗腐蚀能力要求。这是由于晶间的Mg2Al3的存在，导致材料的应力腐蚀和电化学腐蚀能力较差。(2)无法满足打印构件在极寒及炎热环境长期服役的稳定性与可靠性，抗蠕变性能不够，如轨道交通和飞行器通常要严寒和炎热。在低温下容易变脆，高温下容易蠕变。这是因为传统3D打印铝合金的晶界无钉扎相，呈现非稳态。
现有技术中虽然也公开了有关3D打印铝合金的研究性内容，但都或多或少带来新的问题，且无法很好的解决上述问题。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出通过添加部分特定元素Cu、Fe、Si、Cr、Ni等，并调整各元素之间的比例关系，使各组分之间发挥协同作用，进而利用微合金化，通过多重纳米粒子析出、细晶化等多重强化机制提高材料的拉伸强度和延伸率；消除Al6Mn及Mg2Al3在晶界富集对应力腐蚀及化学腐蚀的危害；同时在晶界形成多尺度有益相，从而提高其在严寒和炎热环境下服役的可靠性和稳定性。
本发明的技术方案如下：
一种铝合金粉末，包括如下质量分数的成分：Mg：1.00～10.00wt％；Sc：0.10～1.80wt％；Zr：0.1～1.60wt％；Mn：0.05～3.50wt％；Fe：0.01～0.90wt％；Cu:0.01～3.00wt％；Si：0.01～3.00％；Zn：0.01～3.50wt％；Cr：0.01～0.08wt％；Ni：0.01～0.08wt％，其余为Al。
为了获得某些方面更理想的效果，本发明所述铝合金粉末中微量元素的含量具体如下：Mn：0.1～0.5wt％；Fe：0.02～0.1wt％；Cu：0.02～0.15wt％；Si：0.02～0.09wt％；Zn：0.01～0.50wt％；Cr：0.03～0.07wt％；Ni：0.02～0.06wt％。
或者，本发明所述铝合金粉末中主要元素的含量为：Mg：6-9wt％，Sc：0.2～1wt％，Zr：0.1～0.6wt％，Si：1-3wt％，Mn：0.1～1wt％。
作为本发明的实施方式之一，所述铝合金材料，包括如下质量分数的成分：Mg：3-9wt％；Sc：0.3-0.8wt％；Zr：0.1-0.6wt％；Mn：0.4-0.9wt％；Fe：0.01-0.25wt％；Cu:0.2-2.5wt％；Si：0.01-2.1％；Zn：0.1-1.2wt％；Cr：0.01-0.08wt％；Ni：0.05-0.06wt％，其余为Al。
作为本发明的实施方式之一，所述铝合金粉末，包括如下质量分数的成分：Mg：8-9wt％；Sc：0.7-0.8wt％；Zr：0.5-0.6wt％；Mn：0.4-0.6wt％；Fe：0.01-0.02wt％；Cu:0.2-0.3wt％；Si：0.04-0.06％；Zn：1-1.2wt％；Cr：0.07-0.08wt％；Ni：0.05-0.06wt％，其余为Al。
作为本发明的实施方式之一，所述铝合金粉末，包括如下质量分数的成分：Mg：4-5wt％；Sc：0.5-0.7wt％；Zr：0.2-0.4wt％；Mn：0.4-0.6wt％；Fe：0.01-0.02wt％；Cu:0.4-0.6wt％；Si：0.1-0.2％；Zn：0.5-0.6wt％；Cr：0.01-0.03wt％；Ni：0.05-0.06wt％，其余为Al。
作为本发明的实施方式之一，所述铝合金粉末，包括如下质量分数的成分：Mg：8-9wt％；Sc：0.6-0.7wt％；Zr：0.2-0.3wt％；Mn：0.7-0.9wt％；Fe：0.2-0.25wt％；Cu:1.5-1.6wt％；Si：1.1-1.2％；Zn：0.7-0.9wt％；Cr：0.01-0.04wt％；Ni：0.05-0.06wt％，其余为Al。
作为本发明的实施方式之一，所述铝合金粉末，包括如下质量分数的成分：Mg：3-4wt％；Sc：0.3-0.4wt％；Zr：0.12-0.15wt％；Mn：0.4-0.5wt％；Fe：0.01-0.02wt％；Cu:1.2-1.3wt％；Si：0.01-0.02％；Zn：0.1-0.3wt％；Cr：0.07-0.08wt％；Ni：0.05-0.06wt％，其余为Al。
作为本发明的实施方式之一，所述铝合金粉末，包括如下质量分数的成分：Mg：8-9wt％；Sc：0.6-0.7wt％；Zr：0.3-0.4wt％；Mn：0.8-0.9wt％；Fe：0.04-0.06wt％；Cu:2.2-2.3wt％；Si：2-2.1％；Zn：1-1.2wt％；Cr：0.01-0.02wt％；Ni：0.05-0.06wt％，其余为Al。
本发明还提供上述铝合金粉末的制备方法，包括：
(1)原料真空熔炼；
(2)真空气雾化制粉；
(3)粉末筛分、干燥。
其中，步骤(1)中，所述熔炼温度710～810℃。
步骤(2)中，所述雾化气体为氩气或氦气，所述雾化压力为0.5～9MPa，所述雾化锥角为30～70°，所述雾化温度700～900℃。
步骤(3)中，所得筛分的粉末的粒度为5～150μm，主体粒度为15～75μm，所述主体粒度指该粒度范围内粉末占60％以上；将所得粉末于90-95℃干燥2～8h。
作为本发明的具体实施方式，所述制备方法的具体步骤如下：
(1)真空熔炼：将称取的中间合金/纯金属原料加入到真空感应熔炼炉中预热，保温10-15min后，以10～20℃/min升温速率持续加热到710～810℃，恒温至原料软化下榻时，在熔体表面撒上覆盖剂，通入六氯乙烷除气、搅拌，保温静置30-35min，使熔体元素扩散均匀后进行铁模浇铸，从而获得气雾化的原料锭胚；
(2)真空气雾化：将上述原料锭胚切块置于真空气雾化熔炼炉中进行加热精炼，炉内真空度≤10Pa，升温速率为5～10℃/min升温至700～900℃，随后进行保温排气处理，保温时间为10～30min，保温过程中持续采用电磁搅拌，搅拌频率为2000～5000Hz，待排气完成，合金液均匀后经中间包和漏嘴进入雾化罐内；雾化气体为氩气或氦气，雾化压力为0.5～9MPa，雾化锥角为30～70°；
(3)粉末筛分：将制备好的粉末采用气流筛分技术，筛分的粉末的粒度为5～150μm，主体粒度为15～75μm，所述主体粒度指该粒度范围内粉末占60％以上；
(4)粉末干燥：将粉末放入真空干燥箱干燥2～8h，温度为90-95℃，此操作可减少预合金粉末H2O含量，有效减少了打印过程中氧化物的产生，提升了打印所得工件的性能。
在上述制备方法中，所采用的中间合金锭或纯金属锭为：中间合金Al-(5～20)wt％Mn；Al-(1.8～2.0)wt％Sc；Al-(5～15)wt％Zr；Al-(6～12)wt％Fe；Al-(10～30)wt％Si；Al-(5～20)wt％Ni；Al-(5～15)wt％Cu；纯金属Al(99.9％)；纯金属Mg(99.9％)；纯Zn(99.9％)。
本发明围绕传统3D打印铝合金存在力学性能偏低、抗应力腐蚀不足、耐低温和高温热稳定性不足的难题，创新性地提出采用添加Cu、Ni元素并控制器添加量，从而形成Al2Cu纳米团簇强化、Al6Mn纳米粒子强化、Al3Ni粒子强化以及纳米晶协同强化机制，使合金中存在Al3Sc纳米粒子、Al3Zr纳米粒子；同时添加Si和Fe元素，并调整各成分比例，消除晶界脆性相形成晶内AlFeSiMn纳米复合粒子，提高材料的耐应力腐蚀性能及热稳定性。
采用本发明所述方案得到的铝合金，显微硬度为120～170Hv，粉末内部晶粒尺寸1-6μm，内部纳米粒子尺寸2-100nm，内部纳米粒子为Al3Sc、Al3Zr、Al2Cu、Al6Mn、Mg2Si中的一种或几种复合而成。优选地，所述复合方式至少含有Al3Sc、Al3Zr和Al6Mn的复合；例如Al3Sc、Al3Zr、Al2Cu和Al6Mn的复合，Al3Sc、Al3Zr、Al2Cu、Al6Mn和Mg2Si的复合，Al3Sc、Al3Zr、Al2Cu和Al6Mn的复合。
本发明还提供上述铝合金粉末在3D打印、热喷涂、冷喷涂、堆焊、熔覆、粉末冶金、粉末锻造等领域中的应用；其中，所述3D打印包括：SLM和LENS；具体地，所述铝合金粉末的粉末粒径范围为5～50μm，可用于选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)3D打印；其粒径范围为51～150μm粉末，可用于激光近净成形(Laser Engineered Net Shaping，LENS)3D打印。
本发明还提供一种3D打印工件，由上述铝合金粉末经3D打印制得。其中，所述3D打印的具体步骤如下：
(1)将打印基板加热温度提高至180-300℃；
(2)将上述铝合金粉末选区激光熔化后进行3D打印；
其中采用SLM打印的条件为：激光功率：200-400W；扫描速度：600-1200mm/s；扫描间距：0.05-0.1mm；扫描层厚：0.03-0.05mm。
采用LENS打印的条件为：激光功率：1500-1600W；扫描速度：8-10mm/s；送粉量：30-40g/min。
所述工件的微观晶粒尺寸为0.3～0.8μm，晶粒内有1-5nm的弥散分布Al3Sc纳米粒子、Al3Zr纳米粒子、Al2Cu纳米粒子、Al6Mn纳米粒子、Mg2Si纳米粒子多重纳米粒子析出。其拉伸强度达到500～580MPa，延伸率达到5～25％，具体拉伸强度和延展率还可通过调整成分定制，其中最大拉伸强度未580MPa，延伸率为7％。所述工件无需热处理就能达到拉伸强度450～490MPa，同时抗应力腐蚀性SCC≥240。
本发明解决了传统AlMgScZr合金3D打印力学性能不足、力学性能不易定制、抗应力腐蚀性差的难题。所得打印工件尺寸精度高，组织细小、成分无偏析。
附图说明
图1为实施例5所得3D打印高强铝合金粉末的形貌。
图2为实施例5所得3D打印高强铝合金粉末的内部晶粒。
图3为实施例5所得3D打印高强铝合金粉末的内部抛光截面经腐蚀后的形貌。
图4为图3的局部放大图。
图5为实施例6所得工件显微组织晶粒的粒度分布。
图6为实施例6所得工件显微组织晶粒的X射线衍射图谱。
图7为实施例6所得工件显微组织晶粒的亚微米超细晶组织SEM图。
图8为实施例6所得工件的应力-应变曲线。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供一种SLM打印专用铝合金，其含有以下质量百分含量的组分：Mg：9.00wt％；Sc：0.80wt％；Zr：0.55wt％；Mn：0.50wt％；Fe：0.01wt％；Cu:0.20wt％；Si：0.05％；Zn：1.05wt％；Cr：0.08wt％；Ni：0.06wt％，其余为Al。
其制备方法为：
(1)真空熔炼，然后采用氩气雾化制粉：熔炼温度820℃，熔炼炉内气压为0.6MPa；
(2)然后采用氩气为介质对金属熔滴进行雾化，雾化压力7Mpa；
(3)制备出的粉末粒形为球形，250目筛分，得到平均粒径约为25μm的粉末，于真空干燥箱中，90℃下对筛分粉末进行8小时干燥处理，可用于SLM打印。
经检测，粉末显微硬度为125Hv，粉末内部晶粒尺寸为2μm，粉末内部Al3Sc、Al3Zr和Al6Mn纳米粒子的尺寸为2-50nm。
实施例2
一种SLM打印工件，步骤如下：
(1)将打印基板加热温度提高至180℃；
(2)将实施例1所得铝合金粉末选区激光熔化后进行SLM打印；
其中激光功率：200W；扫描速度：600mm/s；扫描间距：0.05mm；铺粉层厚：0.03mm。
所得工件显微组织晶粒尺寸为0.7μm，晶粒内有3nm的弥散分布Al3Sc、Al3Zr和Al6Mn纳米粒子析出。
所得工件拉伸性能为485MPa，延伸率为17％，抗应力腐蚀SCC为247。
将所得工件于288℃热处理，在真空退火炉中保温4小时，所得工件的拉伸强度可达550MPa，延伸率达15％，抗应力腐蚀SCC为245。
实施例3
一种SLM打印专用铝合金，其含有以下质量百分含量的组分：Mg：4.50wt％；Sc：0.60wt％；Zr：0.30wt％；Mn：0.5wt％；Fe：0.01wt％；Cu:0.5wt％；Si：0.15％；Zn：0.5wt％；Cr：0.02wt％；Ni：0.05wt％，其余为Al。
其制备方法为：
(1)真空熔炼，然后采用氩气雾化制粉：熔炼温度850℃，熔炼炉内气压为0.5MPa；
(2)然后采用氩气为介质，对金属熔滴进行雾化，雾化压力7Mpa；
(3)制备出的粉末粒形为球形，250目筛分，得到平均粒径约为28μm的粉末，于真空干燥箱中，90℃下对筛分粉末进行8小时干燥处理，可用于SLM打印。
经检测，粉末显微硬度为145Hv，粉末内部晶粒尺寸4μm，粉末内部Al3Sc、Al3Zr、Al2Cu和Al6Mn纳米粒子的尺寸5-40nm。
实施例4
一种SLM打印工件，步骤如下：
(1)将基板加热温度提高至250℃；
(2)将实施例3所得铝合金粉末选区激光熔化后进行3D打印；参数条件：激光功率：300W；扫描速度：800mm/s；扫描间距：0.1mm；扫描层厚：0.05mm。
所得工件显微组织晶粒尺寸为0.8μm，晶粒内有4nm的弥散分布Al3Sc、Al3Zr、Al2Cu和Al6Mn纳米粒子析出。
所得工件拉伸性能为463MPa，延伸率为24％，抗应力腐蚀SCC为247。
将所得工件于325℃热处理，在真空退火炉中保温12小时，工件的拉伸强度为505MPa，延伸率为22％，抗应力腐蚀SCC为255。
实施例5
一种SLM打印专用铝合金，其含有以下质量百分含量的组分：Mg：8.20wt％；Sc：0.66wt％；Zr：0.22wt％；Mn：0.8wt％；Fe：0.21wt％；Cu:1.52wt％；Si：1.15％；Zn：0.80wt％；Cr：0.03wt％；Ni：0.06wt％，其余为Al。
其制备方法为：
(1)真空熔炼，然后采用氩气雾化制粉：熔炼温度900℃，熔炼炉内气压为0.6MPa；
(2)然后采用氩气为介质对金属熔滴进行雾化，雾化压力8.5Mpa；
(3)制备出的粉末粒形为球形，筛分出250目以下的粉末，得到平均粒径约为26μm的粉末，于真空干燥箱中，90℃下对筛分粉末进行8小时干燥处理，可用于SLM打印。
经检测，粉末显微硬度为163Hv，粉末内部晶粒尺寸3.5μm，粉末内部Al3Sc、Al3Zr、Al2Cu、Al6Mn和Mg2Si纳米粒子尺寸3-46nm。
如图1、图2、图3、图4。
实施例6
一种SLM打印工件，步骤如下：
(1)将基板加热温度提高至300℃；
(2)将实施例5所得铝合金粉末选区激光熔化后进行SLM打印；工艺为激光功率：400W；扫描速度：1200mm/s；扫描间距：0.05mm；扫描层厚：0.03mm。
所得工件显微组织晶粒尺寸为0.3μm，晶粒内有2nm的弥散分布Al3Sc、Al3Zr、Al2Cu、Al6Mn和Mg2Si纳米粒子析出。
所得工件拉伸性能为489MPa，延伸率为15％，抗应力腐蚀SCC为241。
所得工件经热处理温度375℃，在真空退火炉中保温8小时，零件的拉伸强度可达560MPa，延伸率达9％，抗应力腐蚀SCC达253。如图5、图6、图7、图8。
实施例7
一种SLM打印专用铝合金，其含有以下质量百分含量的组分：Mg：3.20wt％；Sc：0.36wt％；Zr：0.12wt％；Mn：0.4wt％；Fe：0.01wt％；Cu:1.25wt％；Si：0.01％；Zn：0.20wt％；Cr：0.08wt％；Ni：0.56wt％，其余为Al。
其制备方法为：
(1)真空熔炼，然后采用氩气雾化制粉：熔炼温度790℃，熔炼炉内气压为0.4MPa；
(2)然后采用氩气为介质对金属熔滴进行雾化，雾化压力7.6MPa；
(3)制备出的粉末粒形为球形，筛分出250目以下的粉末，平均粒径约为29μm的粉末，于真空干燥箱中，90℃下对筛分粉末进行8小时干燥处理，可用于SLM打印。
经检测，粉末显微硬度为155Hv，粉末内部晶粒尺寸5.5μm，粉末内部Al3Sc、Al3Zr、Al2Cu和Al6Mn纳米粒子尺寸5-50nm。
实施例8
一种SLM打印工件，步骤如下：
(1)将基板加热温度提高至300℃。
(2)将实施例7所得铝合金粉末选区激光熔化后进行3D打印；工艺为激光功率：350W；扫描速度：1050mm/s；扫描间距：0.08mm；扫描层厚：0.05mm。
所得工件显微组织晶粒尺寸为0.7μm，晶粒内有5nm的弥散分布Al3Sc、Al3Zr、Al2Cu和Al6Mn纳米粒子析出。
所得工件拉伸性能为453MPa，延伸率为26％，抗应力腐蚀SCC为253。
所得工件热处理温度275℃，在真空退火炉中保温28小时，零件的拉伸强度可达502MPa，延伸率达25％，抗应力腐蚀SCC达258。
实施例9
一种LENS打印专用铝合金，其含有以下质量百分含量的组分：Mg：8.20wt％；Sc：0.65wt％；Zr：0.35wt％；Mn：0.85wt％；Fe：0.05wt％；Cu:2.25wt％；Si：2.01％；Zn：1.20wt％；Cr：0.01wt％；Ni：0.06wt％，其余为Al。
其制备方法为：
(1)真空熔炼，然后采用氩气雾化制粉：熔炼温度780℃，熔炼炉内气压为0.5MPa；
(2)然后采用氩气为介质对金属熔滴进行雾化，雾化压力8.6MPa；
(3)制备出的粉末粒形为球形，筛分出100-200目之间的粉末，平均粒径约为80μm，于真空干燥箱中，90℃下对筛分粉末进行8小时干燥处理，可用于LENS打印。
经检测，粉末显微硬度为132Hv，粉末内部晶粒尺寸3.8μm，粉末内部Al3Sc、Al3Zr、Al2Cu、Al6Mn和Mg2Si纳米粒子尺寸2-25nm。
实施例10
一种LENS打印工件，步骤如下：
(1)将基板加热温度提高至300℃；
(2)将实施例9所得铝合金粉末选区激光熔化后进行LENS打印；工艺为激光功率：1500W；扫描速度：8mm/s；送粉量：30g/min。
所得工件显微组织晶粒尺寸为1μm，晶粒内有2nm的弥散分布Al3Sc、Al3Zr、Al2Cu、Al6Mn和Mg2Si纳米粒子析出。
所得工件拉伸性能为377MPa，延伸率为28％，抗应力腐蚀SCC为247。
所得工件热处理温度250℃，在真空退火炉中保温45小时，零件的拉伸强度可达472MPa，延伸率达19％，抗应力腐蚀SCC达257。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种铝合金粉末，其特征在于，包括如下质量分数的成分：Mg：1.00～10.00wt％；Sc：0.10～1.80wt％；Zr：0.1～1.60wt％；Mn：0.05～3.50wt％；Fe：0.01～0.90wt％；Cu:0.01～3.00wt％；Si：0.01～3.00％；Zn：0.01～3.50wt％；Cr：0.01～0.08wt％；Ni：0.01～0.08wt％，其余为Al。
2.根据权利要求1所述的铝合金粉末，其特征在于，所述铝合金粉末中，部分元素含量为：
Mn：0.1～0.5wt％；
和/或，Fe：0.02～0.1wt％；
和/或，Cu：0.02～0.15wt％；
和/或，Si：0.02～0.09wt％；
和/或，Zn：0.01～0.50wt％；
和/或，Cr：0.03～0.07wt％；
和/或，Ni：0.02～0.06wt％。
3.根据权利要求1所述的铝合金粉末，其特征在于，所述铝合金粉末中，部分元素含量为：
Mg：6-9wt％，；
和/或，Sc：0.2～1wt％；
和/或，Zr：0.1～0.6wt％；
和/或，Si：1-3wt％；
和/或，Mn：0.1～1wt％。
4.根据权利要求1所述的铝合金粉末，其特征在于，包括如下质量分数的成分：Mg：3-9wt％；Sc：0.3-0.8wt％；Zr：0.1-0.6wt％；Mn：0.4-0.9wt％；Fe：0.01-0.25wt％；Cu:0.2-2.5wt％；Si：0.01-2.1％；Zn：0.1-1.2wt％；Cr：0.01-0.08wt％；Ni：0.05-0.06wt％，其余为Al；
或，所述铝合金粉末，包括如下质量分数的成分：Mg：8-9wt％；Sc：0.7-0.8wt％；Zr：0.5-0.6wt％；Mn：0.4-0.6wt％；Fe：0.01-0.02wt％；Cu:0.2-0.3wt％；Si：0.04-0.06％；Zn：1-1.2wt％；Cr：0.07-0.08wt％；Ni：0.05-0.06wt％，其余为Al；
或，所述铝合金粉末，包括如下质量分数的成分：Mg：4-5wt％；Sc：0.5-0.7wt％；Zr：0.2-0.4wt％；Mn：0.4-0.6wt％；Fe：0.01-0.02wt％；Cu:0.4-0.6wt％；Si：0.1-0.2％；Zn：0.5-0.6wt％；Cr：0.01-0.03wt％；Ni：0.05-0.06wt％，其余为Al；
或，所述铝合金粉末，包括如下质量分数的成分：Mg：8-9wt％；Sc：0.6-0.7wt％；Zr：0.2-0.3wt％；Mn：0.7-0.9wt％；Fe：0.2-0.25wt％；Cu:1.5-1.6wt％；Si：1.1-1.2％；Zn：0.7-0.9wt％；Cr：0.01-0.04wt％；Ni：0.05-0.06wt％，其余为Al；
或，所述铝合金粉末，包括如下质量分数的成分：Mg：3-4wt％；Sc：0.3-0.4wt％；Zr：0.12-0.15wt％；Mn：0.4-0.5wt％；Fe：0.01-0.02wt％；Cu:1.2-1.3wt％；Si：0.01-0.02％；Zn：0.1-0.3wt％；Cr：0.07-0.08wt％；Ni：0.05-0.06wt％，其余为Al；
或，所述铝合金粉末，包括如下质量分数的成分：Mg：8-9wt％；Sc：0.6-0.7wt％；Zr：0.3-0.4wt％；Mn：0.8-0.9wt％；Fe：0.04-0.06wt％；Cu:2.2-2.3wt％；Si：2-2.1％；Zn：1-1.2wt％；Cr：0.01-0.02wt％；Ni：0.05-0.06wt％，其余为Al。
5.根据权利要求1-4任一所述的铝合金粉末，其特征在于，显微硬度为120～170Hv；
和/或，粉末内部晶粒尺寸为1-6μm；
和/或，内部纳米粒子尺寸为2-100nm；
和/或，内部纳米粒子为Al3Sc、Al3Zr、Al2Cu、Al6Mn、Mg2Si中的一种或几种复合而成；优选地，所述复合方式至少含有Al3Sc、Al3Zr和Al6Mn的复合。
6.一种权利要求1-5任一所述铝合金粉末的制备方法，其特征在于，包括：
(1)原料真空熔炼；
(2)真空气雾化制粉；
(3)粉末筛分、干燥。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述雾化气体为氩气或氦气；
和/或，所述雾化压力为0.5～9MPa；
和/或，所述雾化锥角为30～70°；
和/或，所述雾化温度700～900℃；
和/或，步骤(3)中，所述筛分的粉末粒度为5～150μm，主体粒度为15～75μm，所述主体粒度指该粒度范围内粉末占60％以上。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)真空熔炼：将称取的中间合金/纯金属原料加入到真空感应熔炼炉中预热，保温10-15min后，以10～20℃/min升温速率持续加热到710～810℃，恒温至原料软化下榻时，在熔体表面撒上覆盖剂，除气、搅拌，保温静置使熔体元素扩散均匀后，进行铁模浇铸，从而获得气雾化的原料锭胚；
(2)真空气雾化：将上述原料锭胚切块置于真空气雾化熔炼炉中进行加热精炼，炉内真空度≤10Pa，升温速率为5～10℃/min升温至700～900℃，随后进行保温排气处理，保温时间为10～30min，保温过程中持续采用电磁搅拌，待排气完成，合金液均匀后经中间包和漏嘴进入雾化罐内；雾化气体为氩气或氦气，雾化压力为0.5～9MPa，雾化锥角为30～70°；
(3)粉末筛分：将制备好的粉末筛分，得到粉末的粒度为5～150μm，主体粒度为15～75μm，所述主体粒度指该粒度范围内粉末占60％以上；
(4)粉末干燥：将粉末放入真空干燥箱干燥2～8h，温度为90-95℃。
9.权利要求1-5所述铝合金粉末在3D打印、热喷涂、冷喷涂、堆焊、熔覆、粉末冶金、粉末锻造领域中的应用。
10.一种3D打印工件，其特征在于，采用权利要求1-4所述铝合金粉末经3D打印制得；
优选地，所述3D打印的具体步骤如下：
(1)将打印基板加热温度提高至180-300℃；
(2)将上述铝合金粉末选区激光熔化后进行3D打印；
其中采用SLM打印的条件为：激光功率：200-400W；扫描速度：600-1200mm/s；扫描间距：0.05-0.1mm；扫描层厚：0.03-0.05mm；
采用LENS打印的条件为：激光功率：1500-1600W；扫描速度：8-10mm/s；送粉量：30-40g/min。
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