一种用于电弧增材制造的铝基复合材料焊丝及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112440027A(43)申请公布日2021.03.05(21)申请号202011309973.5C22C1/03(2006.01)(22)申请日2020.11.20C22C1/06(2006.01)C22C1/10(2006.01)(71)申请人迈特李新材料（深圳）有限公司C22C21/06(2006.01)地址518118广东省深圳市坪山区坪山街C22C47/08(2006.01)道和平社区兰金四路19号华瀚科技工C22C49/06(2006.01)业园厂房2栋106C22C49/14(2006.01)(72)发明人池元清刘伟清C22F1/047(2006.01)(74)专利代理机构广州三环专利商标代理有限公司44202代理人颜希文(51)Int.Cl.B23K35/02(2006.01)B23K35/28(2006.01)B23K35/40(2006.01)C22C1/02(2006.01)权利要求书1页说明书6页(54)发明名称一种用于电弧增材制造的铝基复合材料焊丝及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种用于电弧增材制造的铝基复合材料焊丝，所述复合材料焊丝包括基体合金和分布在所述基体合金中的纳米增强相，所述基体合金包含如下质量百分比的组分：Mg5.0％～15.0％、Cu0.2％～3.0％、Mn0.1％～1.0％，余量为Al；所述纳米增强相为纳米颗粒、纳米线、纳米管或纳米纤维，所述纳米增强相的材质为陶瓷、金属间化合物或金属。本发明通过对铝合金焊丝的成分进行合理设计，并引入纳米颗粒，将其用于电弧增材制造，打印所得的部件不需经过热处理即可以获得较好的力学性能，从而拓展电弧增材制造技术在铝合金领域的应用。CN112440027ACN112440027A权利要求书1/1页1.一种用于电弧增材制造的铝基复合材料焊丝，其特征在于，所述复合材料焊丝包括基体合金和分布在所述基体合金中的纳米增强相，所述基体合金包含如下质量百分比的组分：Mg5.0％～15.0％、Cu0.2％～3.0％、Mn0.1％～1.0％，余量为Al；所述纳米增强相为纳米颗粒、纳米线、纳米管或纳米纤维，所述纳米增强相的材质为陶瓷、金属间化合物或金属。2.如权利要求1所述的复合材料焊丝，其特征在于，所述陶瓷为氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷中的至少一种，所述非氧化物陶瓷为碳化物陶瓷、氮化物陶瓷、硼化物陶瓷、硅化物陶瓷、碳氮化物陶瓷中的至少一种。3.如权利要求1所述的复合材料焊丝，其特征在于，所述金属间化合物为Al3Ti、FeAl、AlNi中的至少一种。4.如权利要求1所述的复合材料焊丝，其特征在于，所述金属为钛、镍中的至少一种。5.如权利要求1所述的复合材料焊丝，其特征在于，所述纳米增强相在复合材料中的质量分数小于等于10％。6.如权利要求1所述的复合材料焊丝，其特征在于，所述纳米增强相的尺寸为30～300nm。7.如权利要求1所述的复合材料焊丝，其特征在于，所述纳米增强相均匀地分布在基体合金中。8.如权利要求1～7任一项所述的复合材料焊丝的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)铸锭制备：将纯铝熔化，加入盐和纳米增强相的混合物；当盐熔化后，对熔体进行机械搅拌；搅拌完成后静置，然后除去熔体上层的熔盐和杂质；向熔体中依次加入纯Cu、纯Mg和Al-Mn中间合金，并添加精炼剂进行除气精炼；将精炼所得的熔体浇铸成铸锭；(2)铸锭均匀化：将步骤(1)所得的铸锭进行均匀化处理，得到铸坯；(3)铸坯挤压：对步骤(2)所得的铸坯进行挤压变形，制成线坯；(4)线坯拉丝：对步骤(3)所得的线坯进行多道次拉丝，制成相应规格的丝材；(5)丝材剥皮：对步骤(4)所得的丝材进行剥皮处理，去除丝材表面的氧化膜以及有机物杂质，最后得到用于电弧增材制造的铝基复合材料焊丝。9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，熔化温度为700～900℃，静置时间为10～20min，机械搅拌速率为100～500rpm，时间为10～60min；所述步骤(2)中，均匀化处理的温度为430～480℃，保温时间为12～24h；所述步骤(3)中，挤压温度为430～450℃，挤压比为50～80；所述步骤(4)中，每拉丝3-4次后进行一次去应力退火，退火温度为200～350℃，时间为0.5～3h；所述步骤(5)中，铝基复合材料焊丝的直径为0.8～2.4mm。10.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，盐为氯化物、氟化物、含氧化合物中的至少一种，盐和纳米增强相的混合物中纳米增强相所占的体积分数为3％～20％，精炼剂为MgCl2和KCl的混合物。2CN112440027A说明书1/6页一种用于电弧增材制造的铝基复合材