铝锂铜合金3D打印，铂力特助力西工大突破性能瓶颈

最新推荐文章于 2025-12-03 08:43:36 发布

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铝锂铜合金因低密度、高比强度和优异耐腐蚀性，广泛应用于航空航天燃料箱、机翼结构等关键部件。然而，传统制造工艺存在材料利用率低、生产周期长、加工难度大等局限，难以满足复杂部件制造需求。激光粉末床融合（PBF-LB/M）作为增材制造技术的代表，通过逐层熔化金属粉末，能够实现复杂结构的高精度成形。然而，高强铝合金的PBF-LB/M成形仍面临热裂纹敏感性高的问题。

当前PBF-LB/M合金的热处理工艺存在两难困境：传统T6（固溶-时效）处理虽能提升强度，但会导致晶粒粗化，削弱材料塑性；直接时效工艺虽能提高强度，但无法兼顾塑性。因此，PBF-LB/M合金的强度与塑性的协同提升问题成为行业瓶颈。

针对上述难题，西北工业大学王猛、林鑫教授团队采用Ti改性 2196 铝锂铜合金粉末，利用PBF-LB/M技术制备块体试样，并成功开发出一种新型多阶段热处理（MST）工艺，旨在实现该合金强度与塑性的协同提升。

PBF-LB/M制备的Ti改性铝锂铜合金的微观结构

研究发现新型MST策略能有效抑制晶粒粗化，保留细晶粒，并促进次生Al₃Ti和S′/T₁相协同沉淀。研究突破了铝锂铜合金强度与塑性的匹配难题：在MST欠时效状态下，实现了高强度（515.7MPa）与高延伸率（12.53%）的优异组合；在MST峰值时效状态下，获得了526.2MPa的超高强度，同时保持良好塑性。该工艺为增材制造高性能铝合金的热处理提供了新框架，能够有力推动其航空航天应用。该研究形成成果“Synergistic improvement of strength and plasticity under novel heat treatment approach for laser powder bed fusion processed Ti modified Al-Li-Cu alloy”，发表于工程技术领域权威期刊Virtual and Physical Prototyping。目前，该期刊的影响因子为10.2。本文的通讯作者为王猛教授（博士生导师），其长期从事金属增材制造技术研究，核心专利"成分及组织可控的激光立体成形方法"获中国发明专利奖优秀奖。

铂力特为此次研究提供了设备支持。团队研究人员借助BLT-S210设备，成功制造出12 mm × 55 mm × 12 mm的铝锂铜合金块体试样。设备通过优化工艺参数，采用280W激光功率和600 mm/s扫描速度，结合0.03 mm层厚及 Zigzag 扫描策略，实现了块体试样高精度成形。配合钛元素添加，有效抑制了热裂纹并细化晶粒，为后续研究奠定了关键基础。