[发明专利]一种用于高性能镁合金零件制造的方法

说明书

本发明公开了一种用于高性能镁合金零件制造的方法，先将镁合金粉体烘干筛取得到细小粉末，然后将细小粉末装入设备中熔化。打印、成形，得到镁合金零件。本发明，利用增材制造技术制备镁合金零件，其形状不受约束，避免现有增材制造技术中存在表面发黑及元素烧损的缺陷，简化了工序，缩短了制造周期，提高了零件制造效率。所制备的制件中均无表面发黑及元素烧损现象存在，均匀致密、无元素缺损，成形制件致密度达99.8％以上。

技术领域

本发明属于零件制造技术领域，具体涉及一种用于高性能镁合金零件制造的方法。

背景技术

镁合金具有低密度，高强度，良好的散热性，高抗振性，优异的耐蚀性(有机物、碱)等；广泛的应用于航空航天、火箭导弹制造及电子器件中。目前针对镁合金零件的加工方法主要有塑性成形、铸造及粉末冶金等方法；但由于镁合金本身的特性，其化学活性极高，与氧气接触，易于燃烧、耐蚀，在加工过程中极易出现燃烧氧化和腐蚀现象，造成产品合格率低；同时由于镁合金材料本身室温塑性低，导致使用塑性成形法加工零件存在一定的局限性，无法制备具有结构要求的镁合金零件。严重的制约了镁合金材料工程化的大范围推广应用。

随着制造业工业化的不断提高，増材制造技术在各领域均得到了广泛的应用。目前可直接成形金属零件的快速成形方法主要有三种：选择性激光烧结(SLS)，激光熔覆(LC)，选区激光熔化(SLM)。选区激光熔化是基于离散-堆积理念的增量制造技术，与传统的机械加工的方法相比，利用高能束激光逐层选择性地熔化金属粉末堆积成形金属零件，具有生产周期短、零件几何形状复杂和材料加工种类繁多等明显优势。

目前使用增材制造技术成形镁合金制件，成形完成后，存在制件表面发黑及制件化学元素大量烧损的现象，不能满足实际应用要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于高性能镁合金零件制造的方法，该方法可成形任意复杂结构制件、精细件等，解决传统工艺无法加工复杂高性能制件的问题，消除了现有增材制造技术直接成形制件存在表面发黑及元素烧损的现象。

本发明所采用的技术方案是，一种用于高性能镁合金零件制备的方法，包括以下步骤：

步骤1)在进行成形前，将镁合金粉体材料在100～130℃下真空保温2小时；

步骤2)保温完成后进行烘干处理，至镁合金粉体材料中的含水率低于5％；

步骤3)对烘干后的粉末进行筛取，去除大颗粒粉末与杂质，保留细小均匀的粉末；

步骤4)将得到的细小均匀粉末装入3D打印成型设备中，充入氩气流，将3D打印成型设备中氧含量降低，同时控制3D打印成型设备吹风及吸风速率，将3D打印成型设备中压力调整至适当分压，打开基板进行加热，得到金属粉末；

步骤5)根据零件的三维模型，将模型切片分层，即将零件的三维形状信息转换成二维轮廓信息，随后在数控系统的控制下，用激光控制熔化金属粉末，直接成形具有特定几何形状的零件，成形过程中金属粉末完全熔化，产生冶金结合，根据零件三维模型逐层打印，制成金属零件；

步骤6)完成打印后，停止加热，继续保持3D打印成型设备中的氩气气氛直至制件冷至特定温度后，取出制件，获得均匀致密的镁合金零件。

本发明的特点还在于，

步骤3)中的细小均匀粉末的粒径为10-60μm。

步骤3)中的细小均匀粉末的粒径为20-60μm。

步骤3)中的细小均匀粉末的粒径为10-53μm。

步骤4)中3D打印成型设备的氧含量为80ppm以下。

步骤4)中3D打印成型设备的压力分压为1000Pa以下。

步骤4)中基板加热温度为50-200℃。