基于CMT技术的铝合金电弧增材制造研究进展
邬富宝，乔波，王晓亭，吴利军，张世全，郑宏伟（内蒙金属材料研究所）
摘要：铝合金因具有比强度高、质量轻、耐蚀性优良等性能，作为轻质高强结构材料已广泛应用于航空、航天和军工等领域。基于冷金属过渡（CMT）的电弧增材制造（WAAM）技术，由于其生产周期短、效率高、成形性能好，可避免传统铸件中缩孔、疏松、组织不均匀及晶粒粗大等问题，极大地满足了铝合金成形的高要求，得到了广泛应用。然而，WAAM由于其热循环特性，在制造件中仍然存在气孔、裂纹、不均匀变形等缺陷，对其成形质量和组织性能有较大的影响。为了消除组织缺陷，提高WAAM构件性能，近年来出现了层间轧制、高能超声、搅拌摩擦辅助等新型WAAM技术。本文以Al-Si系ZL114A和Al-Cu系ZL205A铝合金为例，从专用丝材制备、WAAM辅助技术、工艺优化与组织调控、缺陷抑制、性能提升、增材技术应用等方面对近年来国内外铝合金WAAM技术研究进展进行了综述，探讨了强韧化机理，并对其发展趋势进行了展望。
关键词：铝合金；增材制造；冷金属过渡；组织调控；缺陷抑制
目录介绍
0 引言
1 WAAM专用丝材制备技术
1.1 丝材质量要求
1.2 丝材制备技术研究现状
2 铝合金WAAM研究现状
2.1 凝固与组织特性
2.1.1 Al-Si系 ZL114A合金
2.1.2 Al-Cu系ZL205A合金
2.2 缺陷类型和产生机制
2.2.1孔洞缺陷
2.2.2 不均匀变形和残余应力
2.2.3 裂纹缺陷
2.3 成形合金的组织调控
2.3.1 微合金化与成分优化
2.3.2 枝晶臂间距、晶粒细化
2.3.3 共晶组织、第二相、杂质相（富Fe相）的改性
2.3.4 缺陷抑制
2.4 WAAM铝合金的性能
2.4.1 拉伸性能
2.4.2 腐蚀性能
2.4.3 磨损性能
2.4.4 疲劳性能
2.5 WAAM典型应用
3 强化机制
3.1 热处理强化机制
3.2 细晶强化机制
3.3 变形强化机制
4 结语和展望
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