[發(fā)明專利]一種鉬銅復(fù)合材料選擇性激光熔化成形方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611115890.6
• 申請(qǐng)日: 2016-12-07
• 公開（公告）號(hào): CN106623925B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙占勇;白培康;李寶強(qiáng);王建宏;李玉新;劉斌;韓冰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 主分類號(hào): B22F3/105
• 分類號(hào): B22F3/105
• 代理公司: 太原高欣科創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 14109
• 代理人: 胡新瑞

本發(fā)明一種鉬銅復(fù)合材料選擇性激光熔化成形方法，該方法以鉬粉、銅粉、增強(qiáng)材料為成形材料，采用選擇性激光熔化設(shè)備制備結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鉬銅復(fù)合材料制品，按照以下步驟完成的：用三維軟件建立零件模型，對(duì)模型進(jìn)行計(jì)算機(jī)切片處理獲得模型二維截面信息，對(duì)增強(qiáng)體材料預(yù)處理，將銅粉、鉬粉、增強(qiáng)體材料按一定比例混合均勻，裝入成形缸，設(shè)定成形工藝參數(shù)，如激光功率，掃描速度，鋪粉厚度等，進(jìn)行選擇性激光熔化成形，對(duì)成形的制品進(jìn)行燒結(jié)，對(duì)燒結(jié)后的制品進(jìn)行熱處理；本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于激光熔化SLM成形領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鉬銅復(fù)合材料選擇性激光熔化成形方法，屬于激光熔化SLM成形技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鉬銅（Mo/Cu）合金具有高強(qiáng)度、易加工、高導(dǎo)電導(dǎo)熱性、耐燒蝕、高熱強(qiáng)性、低熱膨脹系數(shù)、無磁性等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天以及武器裝備等制造業(yè)領(lǐng)域，如火箭、喉襯、導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)噴管等高溫部件，應(yīng)用前景廣闊。在鉬銅合金中添加高強(qiáng)度、高硬度的增強(qiáng)體材料，如碳纖維、SiC、石墨烯等，合金的力學(xué)性能、耐磨性能都有很大的提高。鉬熔點(diǎn)較高（2160℃），制備鉬銅合金比較困難。鉬銅合金成形主要有液相燒結(jié)、高壓熔滲等方法， 上述方法制備形狀復(fù)雜的精密零部件時(shí)，存在材料利用率低、成本高、周期長(zhǎng)等問題，使其應(yīng)用范圍受到限制。

激光增材制造（3D打印）技術(shù)是以3D模型數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用層層疊加的方法來制備零件。該技術(shù)可快速而精確地制造出任意復(fù)雜形狀的零件，大大減少了加工工序，減少了加工周期。選擇性激光熔化（SLM）成形技術(shù)是3D打印技術(shù)領(lǐng)域最具發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)之一。其基本原理是：在計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)出零件的三維模型，然后對(duì)該三維模型進(jìn)行切片分層，得到各截面的二維輪廓數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)導(dǎo)入快速成形設(shè)備計(jì)算機(jī)中。激光束開始掃描前，鋪粉裝置首先把金屬粉末平鋪到成形缸的基板上，激光束再按當(dāng)前層的填充輪廓線選區(qū)熔化成形基板上的金屬粉末。加工完當(dāng)前層后，成形缸下降一個(gè)層厚的距離，粉料缸上升一定距離，鋪粉裝置在已加工好的當(dāng)前層上鋪好金屬粉末，設(shè)備調(diào)入下一層輪廓的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，如此層層加工，直到整個(gè)零件加工完畢。SLM技術(shù)可制備形狀復(fù)雜的金屬零件，同時(shí)由于高激光功率可熔化成形高熔點(diǎn)金屬。

因此，采用SLM成形技術(shù)可制備高熔點(diǎn)鉬銅復(fù)合材料，并且實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的快速成形。該方法工藝簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，相比傳統(tǒng)工藝，大大縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種鉬銅復(fù)合材料選擇性激光熔化成形方法。該方法以鉬粉、銅粉、增強(qiáng)材料為成形材料，采用選擇性激光熔化設(shè)備制備結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鉬銅復(fù)合材料制品。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種鉬銅復(fù)合材料選擇性激光熔化成形方法。該方法以鉬粉、銅粉、增強(qiáng)材料為成形材料，采用選擇性激光熔化設(shè)備制備結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鉬銅復(fù)合材料制品。一種鉬銅復(fù)合材料選擇性激光熔化成形方法具體是按照以下步驟完成的：

第一步，用三維軟件建立零件模型。

第二步，對(duì)模型進(jìn)行計(jì)算機(jī)切片處理獲得模型二維截面信息。

第三步，對(duì)增強(qiáng)體材料預(yù)處理。

第四步，將銅粉、鉬粉、增強(qiáng)體材料按一定比例混合均勻，裝入成形缸。

第五步，設(shè)定成形工藝參數(shù)，如激光功率，掃描速度，鋪粉厚度等，進(jìn)行選擇性激光熔化成形。

第六步，對(duì)成形的制品進(jìn)行燒結(jié)。

第七步，對(duì)燒結(jié)后的制品進(jìn)行熱處理。

根據(jù)上述方法，鉬銅復(fù)合材料選擇性激光熔化成形時(shí)，200-300目銅粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)79-89%，200-300目鉬粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)10-20%，石墨烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%。激光功率為300w。掃描速度為15000mm/min。