一种3D打印导热增强铝合金组织与性能调控方法与流程

本发明涉及铝合金3d打印，特别是一种3d打印导热增强al合金组织与性能调控方法。

背景技术：

1、新一代航天器装备表现出了极端轻量化、高功率密度集成等技术特征，对与结构轻量化与高效控温能力提出苛刻要求，实现高功率密度下的高效热管理直接决定了装备功能能否实现，也是航天器装备研发难度最大的瓶颈之一。当前热管理结构应用的导热材料以6063变形铝合金为主，该材料室温下的导热系数约为200w/(m·k)。但6063变形铝合金在3d打印过程液态熔池凝固末期容易产生液膜，在拉应力作用下形成大量凝固裂纹缺陷。本专利发明了一种适用于3d打印工艺的导热增强铝合金材料，并针对组织与导热性能综合约束，制定了一套热处理制度。该方法可用于研制航天器先进热管理结构，解决高功率密度下的高效热管理难题，对于支撑新一代航天器装备研制具有重大意义。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述不足，本发明实施例提供一种3d打印导热增强al合金组织与性能调控方法。

2、本发明实施例提供一种3d打印导热增强al合金组织与性能调控方法，包括：

3、进行导热增强铝合金粉末制备；

4、对所述导热增强铝合金粉末采用高导热铝合金3d打印成形工艺形成高导热铝合金构件；

5、对所述高导热铝合金构件进行退火热处理。

6、在一些实施例中，进行导热增强铝合金粉末制备，包括：

7、基于机械性能与导热物理属性综合约束的成分设计，选择成分为4.5～5.0wt％的si；0.45～0.70wt％的mg；≤0.55wt％的fe；≤0.45wt％的mn，余量为al。

8、在一些实施例中，采用气雾化工艺制备导热增强铝合金粉末。

9、在一些实施例中，导热增强铝合金粉末的粒径规格为20um～63um。

10、在一些实施例中，所述高导热铝合金3d打印成形工艺为激光选区熔化3d打印成形工艺。

11、在一些实施例中，所述激光选区熔化3d打印成形工艺过程中，成形所用激光功率为330～350w、激光扫描速度为1000～1200mm/s、激光扫描光斑间距为0.15mm～0.17mm。

12、在一些实施例中，激光选区熔化3d打印成形工艺过程中，通过层与层连续叠加，最终成形导热增强铝合金结构。

13、在一些实施例中，所述激光选区熔化3d打印成形工艺过程中，激光成形的层高为0.03mm～0.06mm。

14、在一些实施例中，选择的退火热处理工艺为280℃～300℃，保温时间为1.5h～2.5h，空冷至室温。

15、在一些实施例中，退火热处理之后的高导热铝合金构件导热系数达到190～210w/m·k，抗拉强度达到220mpa～250mpa。

16、本发明通过进行导热增强铝合金粉末制备，对导热增强铝合金粉末采用高导热铝合金3d打印成形工艺形成高导热铝合金构件，对高导热铝合金构件进行退火热处理，获得一种3d打印铝合金材料，并采用一种具备优势力学强度与导热系数的热处理方法。该方法用于解决新一代飞行器轻量化、高功率密度下的高效热管理结构制造难题，可用于研制航天器先进热管理结构，对于支撑新一代航天器装备研制具有重大意义。

技术特征：

1.一种3d打印导热增强al合金组织与性能调控方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的3d打印导热增强al合金组织与性能调控方法，其特征在于，进行导热增强铝合金粉末制备，包括：

3.根据权利要求2所述的3d打印导热增强al合金组织与性能调控方法，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的3d打印导热增强al合金组织与性能调控方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的3d打印导热增强al合金组织与性能调控方法，其特征在于，所述高导热铝合金3d打印成形工艺为激光选区熔化3d打印成形工艺。

6.根据权利要求5所述的3d打印导热增强al合金组织与性能调控方法，其特征在于，所述激光选区熔化3d打印成形工艺过程中，成形所用激光功率为330～350w、激光扫描速度为1000～1200mm/s、激光扫描光斑间距为0.15mm～0.17mm。

7.根据权利要求5所述的3d打印导热增强al合金组织与性能调控方法，其特征在于，激光选区熔化3d打印成形工艺过程中，通过层与层连续叠加，最终成形导热增强铝合金结构。

8.根据权利要求7所述的3d打印导热增强al合金组织与性能调控方法，其特征在于，所述激光选区熔化3d打印成形工艺过程中，激光成形的层高为0.03mm～0.06mm。

9.根据权利要求1所述的3d打印导热增强al合金组织与性能调控方法，其特征在于，选择的退火热处理工艺为280℃～300℃，保温时间为1.5h～2.5h，空冷至室温。

10.根据权利要求1所述的3d打印导热增强al合金组织与性能调控方法，其特征在于，退火热处理之后的高导热铝合金构件导热系数达到190～210w/m·k，抗拉强度达到220mpa～250mpa。

技术总结本发明提供一种3D打印导热增强Al合金组织与性能调控方法，包括：进行导热增强铝合金粉末制备；对所述导热增强铝合金粉末采用高导热铝合金3D打印成形工艺形成高导热铝合金构件；对所述高导热铝合金构件进行退火热处理。本发明通过进行导热增强铝合金粉末制备，对导热增强铝合金粉末采用高导热铝合金3D打印成形工艺形成高导热铝合金构件，对高导热铝合金构件进行退火热处理，获得一种3D打印铝合金材料，并采用一种具备优势力学强度与导热系数的热处理方法。该方法用于解决新一代飞行器轻量化、高功率密度下的高效热管理结构制造难题，可用于研制航天器先进热管理结构，对于支撑新一代航天器装备研制具有重大意义。技术研发人员：请求不公布姓名受保护的技术使用者：北京遥感设备研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/11