铝锂合金结构件的增材制造装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种铝锂合金结构件的增材制造装置及方法，其中，增材制造装置包括送丝机构

【技术实现步骤摘要】
铝锂合金结构件的增材制造装置及方法


[0001]本专利技术涉及金属增材
，更具体地说，涉及一种铝锂合金结构件的增材制造装置及方法
。

技术介绍

[0002]添加了锂元素的铝锂合金相比于常规的2×××
系和7×××
系高强铝合金，不仅具有低密度
、
高弹性模量
、
高比强度和高比模量的优点，还兼具低的疲劳裂纹扩展速率
、
较好的高温及低温性能等特点，相比于复合材料，在抗冲击
、
塑性和修复性等方面也具有不可替代的优势
。
用铝锂合金替代常规铝合金材料，铝合金中每增加1％锂元素，密度就可减少3％，模量就可增加5％～6％
。
重量减少
10
％～
15
％，刚度提高
15
％～
20
％，被认为是新一代飞机理想的结构材料之一
。
[0003]铝锂合金具有优异的性能，但是由于其成本比普通铝合金高
、
室温塑性差
、
屈强比高
、
各向异性明显
、
冷加工容易开裂等，导致其成形难度大，一般只能成形较简单的零件，难以制造复杂的零部件
。

技术实现思路

[0004](
一
)
要解决的技术问题
[0005]本专利技术要解决的技术问题是现有的增材制造装置难以成型复杂的铝锂合金零部件
。
[0006](
二
)
技术方案
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种铝锂合金结构件的增材制造装置，包括：送丝机构
、
轧辊
、
绝缘转轴以及脉冲电源；所述送丝机构设有用于穿设铝锂合金轧带的送丝通道；所述轧辊抵接于所述铝锂合金轧带，且能对所述铝锂合金轧带施加预设压力；所述绝缘转轴的一端转动连接于所述送丝机构，所述绝缘转轴的另一端固定连接于所述轧辊；脉冲电源的电极电连接于所述轧辊，用于产生脉冲电流
。
[0009]优选地，所述轧辊有两个，且分别设于所述送丝机构的相对两侧
。
[0010]优选地，所述送丝机构包括至少两个输送辊，两个所述输送辊之间形成所述送丝通道，所述铝锂合金轧带穿设于所述送丝通道内，且两个所述输送辊分别抵接于所述铝锂合金轧带的两侧
。
[0011]优选地，所述轧辊的外表面
、
所述输送辊的外表面，所述送丝通道的内表面涂覆有碳化钨层，所述脉冲电流经过所述碳化钨层时，使所述碳化钨层产热升温，以加热所述铝锂合金轧带，随着所述碳化钨层温度的升高，其电阻变小
、
温度维持稳定
。
[0012]优选地，所述绝缘转轴为陶瓷衬套
。
[0013]第二方面，本专利技术提供一种铝锂合金结构件的增材制造方法，包括以下步骤：
[0014]送丝机构将铝锂合金轧带从送丝通道输送至轧辊下方，并通过轧辊将所述铝锂合
金轧带抵压在基板上；
[0015]启动脉冲电源，在所述轧辊与所述基板之间施加脉冲电流；
[0016]轧辊沿预设增材路径移动，且所述轧辊将所述铝锂合金轧带轧制连接在所述基板上；
[0017]所述铝锂合金轧带逐层逐行堆叠连接，形成预制坯；
[0018]对所述预制坯进行机加工，制备出增材制造零件
。
[0019]优选地，所述脉冲电流的电流强度为
10
安～
100
安，脉冲频率为
200Hz。
[0020]优选地，所述轧制变形量为
40
％～
60
％
。
[0021]优选地，所述轧制温度为
450℃
～
550℃。
[0022](
三
)
有益效果
[0023]本专利技术的上述技术方案至少具有如下优点：
[0024]1、
在成形过程中，通过脉冲电流对铝锂合金轧带进行加热，使之达到塑性状态，但并未发生熔覆，可以减少焊接缺陷，制备的零件具有良好的性能；
[0025]2、
通过施加脉冲电流实现铝锂合金轧带与基板之间的等离子放电，有助于提高轧制连接的界面质量，改善零件组织，提高性能；
[0026]3、
制备周期短，效率高
。
与铸造后进行轧制或锻造的工艺，或采用工艺路线复杂的粉末法相比较，本专利技术通过铝锂合金结构件的增材制造装置采用简单的工艺过程就可以实现了塑性变形和连接，因此效率较高；
[0027]4、
与传统的锻造工艺相比较，该工艺不需要大型的锻压设备；
[0028]5、
与传统的快速成形相比较，本专利技术铺覆的铝锂合金轧带凝固后可以立刻进行热机械加工，不需要后续的热等静压工艺，增材制造层间结合紧密，组织致密；
[0029]6、
成份均匀性好，铝锂合金轧带逐层凝固，且厚度可以控制，使得铝锂合金窄带在凝固时产生的偏析得到很好的控制；
[0030]7、
材料利用率高，可以实现近净成形，进而可以降低生产成本；
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0032]图1是本专利技术实施例提供的铝锂合金结构件的增材制造装置的结构示意图
。
[0033]图2是本专利技术实施例提供的绝缘转轴的结构示意图
。
[0034]图中各附图标记为：
[0035]100、
铝锂合金结构件的增材制造装置；
[0036]1、
送丝机构；
2、
轧辊；
3、
绝缘转轴；
4、
铝锂合金轧带；
5、
基板；
[0037]11、
送丝通道；
12、
输送辊
。
具体实施方式
[0038]为了使本专利技术所要解决的技术问题
、
技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结
合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明
。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术
。
[0039]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接位于另一个元件上或者间接位于另一个元件上
。
当一个元件被称为“连接于”另一个元件，它可以是直接连接或间接连接至另一个元件
。
[0040]需要理解的是，术语“长度”、“宽度”本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种铝锂合金结构件的增材制造装置，其特征在于，包括：送丝机构，所述送丝机构设有用于穿设铝锂合金轧带的送丝通道；轧辊，所述轧辊抵接于所述铝锂合金轧带，且能对所述铝锂合金轧带施加预设压力；绝缘转轴，所述绝缘转轴的一端转动连接于所述送丝机构，所述绝缘转轴的另一端固定连接于所述轧辊；脉冲电源，所述脉冲电源的电极电连接于所述轧辊，用于产生脉冲电流
。2.
如权利要求1所述的铝锂合金结构件的增材制造装置，其特征在于，所述轧辊有两个，且分别设于所述送丝机构的相对两侧
。3.
如权利要求1所述的铝锂合金结构件的增材制造装置，其特征在于，所述送丝机构包括至少两个输送辊，两个所述输送辊之间形成所述送丝通道，所述铝锂合金轧带穿设于所述送丝通道内，且两个所述输送辊分别抵接于所述铝锂合金轧带的两侧
。4.
如权利要求3所述的铝锂合金结构件的增材制造装置，其特征在于，所述轧辊的外表面
、
所述输送辊的外表面，所述送丝通道的内表面涂覆有碳化钨层，所述脉冲电流经过所述碳化钨层时，使所述碳化钨层产热升温，以加热所述铝锂合金轧带，随着所述碳化钨层温度的升高，其电阻变小
、
温度维...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭子浓，
申请(专利权)人：中国航空研究院，
类型：发明
国别省市：