6061铝合金非连续搅拌摩擦增材制造与性能研究

目的利用非连续搅拌摩擦沉积增材制造技术制备了6061铝合金并研究了z方向非连续搅拌对合金性能的影响。方法使用超景深电子显微镜分析了预热时间对沉积增材成形工艺的影响,并探究了该工艺条件下沉积层的宏/微观缺陷、材料流动及拉伸力学性能关联规律。结果采用z方向非连续搅拌摩擦沉积增材成形工艺,在预热时间为35 s的条件下,除无横向约束的前进侧和后退侧出现了孔洞、弧形飞边及弱结合等微观缺陷外,沉积层中原料棒与凸起搅拌作用区的组织表现为高致密无孔洞的良好形态,原料棒及刀具凸起的强搅拌作用造成z方向材料流动存在差异,进而获得力学性能沿z方向具有梯度分布的完整沉积层,提高了搅拌摩擦沉积增材制造6061铝合金的成形效率。结论在相应的主轴转速(420 r/min)、平移速度(72 mm/min)、进料速度(72 mm/min)、刀具凸起高度(1.5 mm)与预热时间(35 s)工艺参数下,获得了稳定的增材沉积层,有效抑制了沉积层原料棒及凸起搅拌作用区的宏观缺陷,并使材料性能沿z方向呈梯度分布;沉积层抗拉强度达到了原料棒的57.15%;同时伸长率提升了185.8%,为高效率沉积增材及制备梯度性能构件提供了工艺借鉴。