[发明专利]耐蚀型Al-Si合金及其增材制备方法

说明书

本申请公开了一种耐蚀型Al‑Si合金，由包括下列质量百分比的元素组成：3～13％Si、0.4～0.5％Mg、0.1～0.2％Fe、0.01～0.05％Zn、0.01～0.02％N和2.2～2.8％耐蚀改性剂，余量为Al及不可避免的杂质，所述耐蚀改性剂包括纯度99.99％的Al₂O₃颗粒。本申请通过氧化铝颗粒作为铝合金材料的耐蚀改性剂材料，有效改善制备的合金材料的结构致密性，由于致密性结构的有效改善，所以最终制备的Al‑Si合金材料具有良好的耐蚀性能。本申请还公开了一种耐蚀型Al‑Si合金增材的制备方法，采用了高功率密度激光对合金粉末进行逐层熔化并沉积，可以直接获得所需零件，实现了复杂金属零件的近净成，从而有效改善了Al‑Si合金增材制备的效率，进一步降低了合金增材制备的成本。

技术领域

本发明涉及合金增材制造技术领域，尤其涉及一种耐蚀型Al-Si合金及其增材制备方 法。

背景技术

激光增材制造技术是基于零件的三维设计模型，通过高功率激光对合金材料的逐层熔 化沉积，获得快速凝固组织，直接完成三维实体零件的成形的一种先进的成形技术。获得 的成形体变形小，凝固组织晶粒细小，组织结构致密，具有较为均匀的化学成分，且强度、 硬度较高，耐磨性较好。具有材料利用率高、无模化、生产周期短、能制造复杂结构的零件等特点，因此其发展潜力巨大，具有广阔的发展前景，经济效益可观。随着激光增材制 造技术的不断发展，尤其一些先进的工艺设备研制成功，它的应用也越来越广泛。

Al-Si铝合金具有密度小、比刚度和比强度高等诸多优异性能，因而在航空航天、交通 运输和工业生产等方面均得到了广泛的应用。然而由于其本身的物理性质，铝合金的硬度 较低、耐磨性较差，不能满足高性能材料的要求，极大限制了其在工业上的进一步应用。 通过激光增材制造的技术制备铝合金材料时，其表面精度差，导致材料的耐腐蚀性及各项 力学性能不佳。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

有鉴于此，本发明提供一种耐蚀型Al-Si合金，该耐蚀型Al-Si合金增材的结构致密性 好，耐腐蚀性优良。

本发明还提供一种耐蚀型Al-Si合金的增材制备方法，该耐蚀型Al-Si合金增材的制备 方法简单便捷，提高材料制备效率的同时，降低了生产成本。

根据本发明第一方面实施例的耐蚀型Al-Si合金，所述耐蚀型Al-Si合金由包括下列质 量百分比的元素组成：3～13％Si、0.4～0.5％Mg、0.1～0.2％Fe、0.01～0.05％Zn、0.01～ 0.02％N和2.2～2.8％耐蚀改性剂，余量为Al及不可避免的杂质；其中，所述耐蚀改性剂 包括纯度99.99％的Al₂O₃颗粒。

根据本发明实施例的耐蚀型Al-Si合金，通过采用氧化铝颗粒作为铝合金材料的耐蚀 改性剂材料，在制备的过程中，氧化铝颗粒能有效分散在各组分之间，并与铝合金基体形 成良好的结合结构，或者通过熔融形成的熔体混合凝固至氧化膜内部，另一部分的氧化铝 颗粒经吸附、啮合作用直接沉积在初生的Al-Si合金材料的内部结构孔隙中，通过二者的协 同作用使合金材料表面氧化层的孔隙大幅减少并使氧化层增厚，有效改善制备的合金材料 的结构致密性，由于致密性结构的有效改善，所以最终制备的Al-Si合金材料具有良好的耐 蚀性能。

根据本发明实施例的耐蚀型Al-Si合金增材还可以具有以下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述耐蚀型Al-Si合金还包括与Zn等质量的Y颗粒，所述 Y颗粒粒径为200目，纯度为99％。

根据本发明的一个实施例，所述耐蚀型Al-Si合金还包括按质量百分比计的0.6wt％的 Nb颗粒，所述Nb颗粒粒径为200目，纯度为99％。