[发明专利]一种3D打印铝锂合金及其应用

权利要求书

1.一种3D打印铝锂合金，其特征在于，其元素配比以质量百分比计包括：Li2.1～3.5％、Zn3.5～6.8％、Cu1.8～2.5％、Mg1.8～3.0％、Zr0.05～0.15％、Fe0.05％、Si0.05％、Na0.001％、Ca0.001％、H0.001％、余量为Al；

所述一种3D打印铝锂合金用于打印飞行器构件，其应用方法包括以下步骤：

(1)配料：按照配方量称取金属原材料进行配料；

(2)坯料制备：将配料置于真空感应熔炼炉中进行熔炼，采用石墨坩埚，熔炼后浇注到直径50～150mm的金属型模具中，获得铸锭；

(3)退火及热变形：将铸锭进行均匀化退火，退火后铸锭表面车光，在油压机上进行热变形，变形温度480～530℃，变形后直径为35～85mm；

(4)等离子旋转电极雾化制粉：变形后棒坯进行表面机加工制备直径30～80mm的电极棒，圆度偏差小于0.1mm，直线偏差小于0.05mm/m；采用PREP制粉，电极棒转速10000～40000r/min，等离子弧电流800～2500A，进给速度1～10mm/s，雾化介质为氩气；

(5)粉处理：在氩气环境下采用震动筛分法筛选出45～150μm的粉末，并封装于含氩气的气瓶中；

(6)粉末床电子束3D打印：根据航空航天飞行器设计产品结构，粉床预热温度380℃，电子束熔化电流2～10mA，扫描速度1～15m/s，氦气保护下熔化打印；

(7)热处理：将打印件先进行均匀化退火，再进行固溶热处理，最后进行时效热处理；

所述均匀化退火的工艺参数为：退火温度为480～530℃，时间24～72h；

所述粉床预热温度为200～380℃且不包括380℃；

所述固溶温度为490～530℃，时间0.5～3h；

所述时效温度为110～220℃，时间16～48h。

2.如权利要求1所述一种3D打印铝锂合金，其特征在于，所述3D打印铝锂合金中合金元素Li、Mg、Zn和Cu的总添加量为10～15％。

3.如权利要求1或2所述一种3D打印铝锂合金，其特征在于，其元素配比以质量百分比计包括：Li2.5～3.0％、Zn4.0～6.0％、Cu2.0～2.5％、Mg2.0～2.5％、Zr0.05～0.15％、Fe0.03％、Si0.03％、Na0.0005％、Ca0.0005％、H0.0001％、余量为Al。

4.如权利要求1所述一种3D打印铝锂合金，其特征在于，所述熔炼的工艺参数为：真空度≤1000Pa，熔炼温度750～780℃。

5.如权利要求1所述一种3D打印铝锂合金，其特征在于，所述浇注温度为680～720℃。