[發明專利]一種增強型隨形冷卻模具銅的快速制造方法

有效

• 申請號: 201711454366.6
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108179295B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 文世峰;吳雪良;周燕;季憲泰;胡輝;王沖;魏青松;史玉升
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;C22C9/00;C22C32/00;C22C1/10;C22F1/08;B22F3/105;B22F3/24;B33Y10/00;B33Y70/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 梁鵬;曹葆青

1.一種增強型隨形冷卻模具銅的快速制造方法，其特征在于，該方法包括下列步驟：

(a)針對待加工的隨形冷卻流道模具建立對應的三維幾何模型，然后將該三維幾何模型輸入至3D打印設備中，同時生成二維切片輪廓的掃描模型；

(b)將質量比為10：1～99：1的純銅或銅合金粉末和陶瓷增強相粉末混合，然后在惰性氣體保護下，通過球磨的方式使兩者充分混合均勻；

(c)將通過步驟(b)處理后的混合粉末放到真空烘箱中進行干燥處理，然后將此混合粉末放入所述3D打印設備中，并根據所述掃描模型在基板上逐層制造，直至獲得成型模具；

(d)將所獲得的成型模具與基板一同取出，并在真空室內進行去應力退火處理，然后采用線切割工藝將成型模具與基板分離；

(e)將分離后的成型模具放在真空室內于760℃～810℃的溫度下保溫1h～2h完成固溶處理，然后對成型模具進行淬火處理，以此方式得到過飽和固溶體；接著，在320℃～380℃的溫度下保溫1h～3h完成時效處理，以此方式重新析出顆粒細小且分布均勻的強化相，從而獲得所需的隨形冷卻模具銅產品。

2.如權利要求1所述的一種增強型隨形冷卻模具銅的快速制造方法，其特征在于，所述的純銅或銅合金粉末優選呈現球形或近球形的粉末，并且其粉末粒徑為15μm～55μm，含氧量均低于1000ppm。

3.如權利要求1或2所述的一種增強型隨形冷卻模具銅的快速制造方法，其特征在于，所述陶瓷增強相粉末優選以下物質的一種或多種組合：TiC、TiN、SiC、WC和TiB₂，并且它的純度為99.9％以上，粉末粒徑優選為50nm～1μm。

4.如權利要求1-3任意一項所述的一種增強型隨形冷卻模具銅的快速制造方法，其特征在于，所述銅合金粉末優選為鈹銅粉末、鎳銅粉末或者鋁銅合金粉末。

5.如權利要求1-4任意一項所述的一種增強型隨形冷卻模具銅的快速制造方法，其特征在于，在步驟(c)中，對所述3D打印的工藝參數優選設計如下：激光器選用光纖激光器，波長為1070±10nm，光斑直徑0.1mm～0.15mm；激光功率為200W～300W，掃描速度600mm/s～900mm/s，掃描間距0.06mm～0.08mm，鋪粉厚度0.02mm～0.05mm。

6.如權利要求1-5任意一項所述的一種增強型隨形冷卻模具銅的快速制造方法，其特征在于，在步驟(c)中，在執行3D打印之前，優選對基板進行預熱處理，以降低加工過程中產生的熱應力。