[發明專利]用于制造以高熔點金屬材料為基材的零件的方法

有效

• 申請號: 201310092969.1
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN104057083A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 郭銳;彭志學;李延民;譚文;A.伊克勒夫
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: B22F3/00
• 分類號: B22F3/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 封新琴

技術領域

本發明涉及一種制造方法，特別涉及一種用于制造以高熔點金屬材料為基材的零件的方法。這里高熔點金屬材料的熔點通常高于2500攝氏度，例如鉬、鎢、鉭或它們的合金材料。

背景技術

目前，激光快速成型加工設備越來越廣泛的應用在制造立體產品或模型上，例如制造醫療成像設備(如CT掃描儀)上所使用的二維準直器(2D collimator)。例如，采用一束紫外激光執行選擇性的粉末激光燒結（或熔化）來進行快速成型加工。其中，燒結是一種采用激光加熱將一種粉末狀材料的溫度提高到其軟化點的方法，由此造成在加熱區域中的粉末微粒熔合在一起形成需要的結構。

但是，若燒結的粉末狀材料的熔點非常高的時候，例如鎢的熔點大約為3410攝氏度，如果激光的功率有限時，應用激光燒結可能在燒結過程中就無法完全軟化鎢粉末。即使激光的功率足夠大，燒結后產品的品質也可能達不到要求，并且還大大提高了能源的消耗，提高了成本。

另一種解決的方法是在高熔點金屬材料中加入熔點較低的粘結劑（binder），如非金屬粘結劑尼龍和硅酸鹽、金屬粘結劑鐵和鎳等。從而在激光燒結過程中大大提高高熔點金屬材料的成型能力。例如，制造二維準直器可應用鎢加入鎳的混合粉末來完成激光燒結加工。但是，當鎳在混合粉末中的含量偏低時（例如體積比小于50vol%）時，該混合粉末仍然具有較差的成型能力；而當鎳在混合粉末中的含量偏高時（例如體積比大于50vol%）時，盡管成型能力大大提高了，但加工出來的產品的品質可能無法達到要求，例如二維準直器的光吸收能力大大降低了，不符合品質要求。因此，單一使用激光燒結技術無法滿足制作高熔點金屬材料為基材的零件（如二維準直器）的要求。

所以，需要提供一種新的用于制造以高熔點金屬材料為基材的零件的方法來解決上述問題。

發明內容

現在歸納本發明的一個或多個方面以便于本發明的基本理解，其中該歸納并不是本發明的擴展性縱覽，且并非旨在標識本發明的某些要素，也并非旨在劃出其范圍。相反，該歸納的主要目的是在下文呈現更詳細的描述之前用簡化形式呈現本發明的一些概念。

本發明的一個方面在于提供一種用于制造以高熔點金屬材料為基材的零件的方法。該方法包括：

提供單一的高熔點金屬材料加工粉末；

激光燒結該加工粉末，以獲得一第一半成品零件；

對該第一半成品零件進行滲透處理，以獲得一第二半成品零件；及

對該第二半成品零件進行加熱加壓處理，并且控制加熱的溫度至該第二半成品的再結晶溫度。

本發明的另一個方面在于提供另一種用于制造以高熔點金屬材料為基材的零件的方法。該方法包括：

提供高熔點金屬材料與粘結劑的混合加工粉末，且高熔點金屬材料在該混合加工粉末的體積比大于50vol%；

激光燒結該混合加工粉末，以獲得一半成品零件；及

對該半成品零件進行加熱加壓處理，并且控制加熱的溫度至該半成品的再結晶溫度。

相較于現有技術，本發明通過在激光燒結步驟之后對不符合要求的半成品零件進行上述加熱加壓處理或同時進行上述滲透處理，從而進一步提高了單一的高熔點金屬材料加工粉末或高熔點金屬材料與粘結劑混合加工粉末在經過激光燒結后所形成的半成品的機械性能等特性，進而使最終的產品零件達到了品質要求。

附圖說明

通過結合附圖對于本發明的實施方式進行描述，可以更好地理解本發明，在附圖中：

圖1為一種激光快速成型加工設備加工零件的示意圖。

圖2為一種加熱加壓設備為經過激光燒結加工后的半成品零件提供加熱加壓處理的示意圖。

圖3為本發明用于制造以高熔點金屬材料為基材的零件的方法的較佳實施方式的流程圖。

圖4為一種滲透設備為經過激光燒結加工后的半成品零件提供滲透處理的示意圖。

圖5為本發明用于制造以高熔點金屬材料為基材的零件的方法的另一較佳實施方式的流程圖。

圖6為一種醫療成像設備對人體進行X射線掃描的簡易示意圖。

圖7為圖6中二維準直器的立體示意圖。

圖8為應用圖3方法加工鎢鎳混合粉末時在不同狀態下鎢鎳粉末顆粒的狀態示意圖。

圖9為應用圖5方法加工純鎢粉末時在不同狀態下鎢粉末顆粒的狀態示意圖。

具體實施方式