[發明專利]一種鋪粉式3D打印CuCr2合金的制備方法

有效

• 申請號: 202010957732.5
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN111822724B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 姚培建;劉凱;王文斌;王小軍;李剛;張石松;李鵬;武旭紅
• 申請（專利權）人: 陜西斯瑞新材料股份有限公司
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08;B22F1/00;B22F3/105;B33Y10/00;B33Y40/20;B33Y70/00;C22C9/00;C25C5/02
• 代理公司: 北京棧橋知識產權代理事務所(普通合伙) 11670
• 代理人: 潘衛鋒

1.一種鋪粉式3D打印CuCr2合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）配料：將電解鉻粉與氣霧化銅粉進行混合得到混合粉，其中電解Cr粉的質量百分比為2wt%，氣霧化銅粉的質量百分比為98wt%，所述氣霧化銅粉采用層流霧化法制成，所用氣體采用氬氣；

（2）混合：將稱量好的混合粉裝入氣氛保護球磨機中，球料比在1:2到1:5之間；抽真空至小于10Pa，再充入氫氣至0.8MPa；然后開始球磨，球磨時間在1-5h之間，得到CuCr2粉，所述混合粉中電解Cr粉的粉末粒度在30-55μm之間，氣霧化銅粉的粉末粒度在5-50μm之間；粉體的球形度均要求大于80%；

（3）烘干：將混合好的CuCr2粉裝入真空烘箱烘干，溫度80-150℃，保溫3-6h，溫度降至40℃以下出爐；

（4）制圖：進行圖紙繪制并剖分，制圖過程注意零件縱向需要錯位排布；按照工藝添加參數對零件和支撐外輪廓掃描次數選2次；

（5）打印：將烘干好的CuCr2粉裝入3D打印設備粉倉中，并使用冰鏟搗實備用；采用SLM-3D打印鋪粉技術加工，手動在不銹鋼基板鋪粉一層后導入圖形，洗氣完成后開啟風機和基板加熱，風機速度為標準風速的30%-55%，標準風速是4m/s，基板溫度設定在80-120℃，溫度穩定后開始激光選區掃描打印；掃描過程保護氣使用氬氣，設備打印環境為正壓；激光光斑直徑為0.05mm，打印單層厚度在0.02-0.06mm；打印使用功率為100-150W；掃描速度在200-300m/s；

（6）脫樣：將打印好的零件或者坯料使用線切割的方式進行脫樣，所述線切割的峰值電流為10A，脈寬30us，脈間150us，空載電壓70V，走絲速度為180mm²/min，進給速度為106mm²/min；

（7）熱處理：脫樣后的零件或者坯料在真空環境或者氣氛保護環境下熱處理，熱處理方式為：400-600℃時效處理4-6小時，降溫至爐溫小于60℃出爐取件；

（8）機加工：線切割后的零件或者坯料按圖紙尺寸進行表面機加工處理，機加工產生的碎屑及粉末進行回收清洗，然后重新破碎研磨，再進行溶解，最后再進行電解，將電解得到的鉻粉再重新運用到步驟（1）中；

所述電解鉻粉的制備包括以下步驟：

S1：將鉻鐵合金礦石進行破碎，破碎后的鉻鐵合金礦石碎塊經過研磨機進行研磨，再將研磨后的鉻鐵粉通過100目的標準篩進行篩選取篩下物，篩選后得到篩選后的鉻鐵粉；

S2：將S1得到的篩選后的鉻鐵粉，加入到85-95℃濃硫酸溶液中進行溶解，溶解環境封閉，對氣體進行收集，對溶液進行攪拌，待充分溶解后，得到溶解液，再對溶解液進行過濾，去除濾渣；

S3：在過濾后的溶解液中加入硫酸銨，溶液溫度85-90℃，并進行機械攪拌，得到鉻銨礬與鐵銨礬的混合溶液，再通過冷凍結晶工藝，析出鐵銨礬，冷凍溫度為0-6℃，將析出的鐵銨礬過濾，對濾液進行加溫，加溫至40-50℃并保溫2-3h后，靜置使鉻銨礬結晶；

S4：用熱水將結晶的鉻銨礬進行溶解，對溶解后得到的溶液進行電解，陽極采用鉛銀合金，陰極采用不銹鋼板材，陰陽極之間通過電解隔膜隔開，電解完成后得到金屬鉻粉，電解時的電解槽采用有機玻璃制成，電解時電流強度為5.67A，電流密度5.67A/dm²，槽電壓6.5-7V。