附加水冷对电弧增材制造4047铝合金构件组织与力学性能的影响

为解决电弧连续增材时,由于热积累效应导致堆敷层的塌陷问题,在基板底部加装水冷铝板,制备了水冷断续、水冷连续两种不同工艺的4047铝合金直壁构件,并制备无水冷条件下的增材构件作为对照.通过对比3种工艺条件下的构件基板热循环曲线、晶粒形貌、抗拉强度、硬度和断后伸长率,研究水冷条件对增材构件宏观形貌、微观组织和力学性能的影响.结果表明,水冷断续条件能够有效降低热量积累,增材构件侧壁更加平整.水冷连续条件下增材直壁构件成形最好,两端无塌陷产生,且成形效率最高.3种增材构件底部晶粒都以等轴晶为主,其余部位都以柱状晶和树枝晶为主.水冷连续条件下构件的晶粒尺寸最大,水冷断续条件下晶粒尺寸最小.各增材工艺制备的构件力学性能与ZL102铸造铝合金相当,其中水冷断续工艺制备的增材构件力学性最好.创新点:(1)通过加装水冷铝板增强散热,解决了电弧连续增材4047铝合金时堆敷层塌陷问题,改善了增材构件成形质量.(2)在水冷条件下采用连续增材制造工艺,增材构件既满足了基本性能要求,又提高了成形效率.