[发明专利]一种金属3D打印用铝合金丝材的制备方法

说明书

本发明涉及一种金属3D打印用铝合金丝材的制备方法，尤其是针对金属3D打印用7075铝合金丝材，其制备方法为：合金配料→压制成型→真空感应炉熔炼→合金浇铸→锻造→旋锻→丝材拉拔→连续电解清洗→热处理校直。采用本发明所述方法制得的铝合金丝材表面质量显著提高，在送丝3D打印过程中送丝速率稳定、强度和流动性好。

技术领域

本发明涉及金属制造领域，特别涉及一种金属3D打印用铝合金丝材的制备方法。

背景技术

铝合金是以金属铝为基体并添加一定量的铜、镁、锌、硅等微量元素的合金，具有低密度、高强度以及优良的导电性和抗蚀性，广泛应用于航空航天、机械船舶、汽车等领域。其中7075铝合金作为一种冷处理锻压硬铝合金，具有良好的力学性能和机械性能，应用于制造飞机复杂结构件、汽车轻量化零件等。

目前金属3D打印技术作为整个3D打印体系中最为前沿和最有潜力的技术，是先进制造技术的重要发展方向。铝合金激光增材制造在航空航天、汽车等领域受到高度重视，通过激光烧结7075铝合金球形粉末成型方式来实现7075铝合金的3D打印，这种工艺受铝合金粉末性能限制，生产工艺复杂且成本昂贵，打印出的铝合金零件在结构和力学性能上仍然存在不足，内部有细小孔隙，组织通常为铸态柱状晶结构，影响零件的强度。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属3D打印用铝合金丝材的制备方法，尤其是针对金属3D打印用7075铝合金丝材表面质量显著提高，内部组织致密且含有细晶粒组织，在送丝3D打印过程中送丝速率稳定、强度和流动性好。

本发明的技术方案是：

金属3D打印用铝合金丝材的制备方法为：合金配料→压制成型→真空感应炉熔炼→合金浇铸→锻造→旋锻→丝材拉拔→连续电解清洗→热处理校直。具体步骤如下：

1）配料

按7075铝合金配比取其原料粉末，粉末纯度≥99.9% ，将原料粉末混合均匀；

2）压制成型：

将步骤1）所述原料粉末装入模套中，密封，压制成型，得到成型的7075铝合金；

3）真空感应炉熔炼：

步骤2）所述压制成型的7075铝合金熔炼，充分搅拌至熔清，得到铝合金熔液；

4）合金浇铸：

预热浇铸的模具，将步骤3）所述的熔液熔浇铸模具中，得到铸锭，铸锭均匀化退火；

5）锻造：

铸锭加热，加热温度300～500℃，保温时间10～20min，使铝合金具有良好的塑性和较低的变形抗力，始锻温度为430～460℃，终锻温度为330～370℃，将铸锭加工成铝合金棒；

6）热轧：

步骤5）所述的铝合金棒多道次（9～16道次）热轧，每道次热轧变形加工率10～15%，至铝合金棒的直径为φ4mm～φ8mm，去除表面氧化皮；

7）丝材拉拔：

热轧后的铝合金棒，冷拉拔和真空退火热处理，拉拔成φ0.10～0.50mm的丝材。为消除拉拔变形加工过程产生的残余应力，道次累积变形量达到55%～75%时，真空退火一次，真空退火温度为410～300℃，退火时间30～20min；

8）连续电解抛光清洗：

步骤7）所述丝材采用连续电解抛光清洗，电解电流5A～20A，碱液浓度5%～10%wt的NaOH溶液，收丝速度10～15m/min，根据丝材清洗程度实际所需，控制电解抛光电流大小和碱液浓度。

9）热处理校直：