[發明專利]一種3D打印用CuCrZr合金粉制備方法

有效

• 申請號: 202110353880.0
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN112719279B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 張石松;王小軍;劉凱
• 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;C22C9/00;B33Y70/00
• 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: 劉婷

本發明公開了一種3D打印用CuCrZr合金粉制備方法，S1配料：Cu粉、Cr粉、Zr粉配比稱重；S2混粉：Cr粉、Zr粉進行攪拌混合，隨后與Cu粉混入并加入乙醇，攪拌均勻后球磨混粉，得到混合粉；S3冷等靜壓：等到混合粉中乙醇完全揮發后，冷等靜壓得到銅鉻合金坯料；S4燒結脫氣：對銅鉻合金坯料進行梯度加熱，得到銅鉻合金電極；S5電極感應氣霧化制粉：對銅鉻合金電極進行區域熔煉并氣霧化制粉，得到CuCrZr合金粉末；S6篩分：對CuCrZr合金粉末進行篩分分級，得到需要的3D打印粒度范圍的粉末。本發明制備的CuCrZr合金粉粒度范圍窄、球形度高，有效保證了3D打印過程的穩定性。

技術領域

本發明涉及金屬粉末制造技術領域，具體是涉及一種3D打印用CuCrZr合金粉制備方法。

背景技術

CuCrZr合金因其良好的高強高導和耐高溫性能，而廣泛應用于軌道交通、航空航天、集成電路引線框架、熱交換材料等領域，隨著3D打印技術的發展，借助其凝固過程的“驟冷”使得“固溶過程”得到充分的進行，進一步提高了CuCrZr材料的高強高導和耐高溫性能。

但是現有的CuCrZr合金粉制備工藝是以“VIGA”工藝為基礎進行真空氣霧化制粉，受到坩堝、中間包等耐火材料和霧化過程霧化壓力等因素的影響，其制備的粉末存在雜質多、成分精確度差、球形度差、衛星粉和空心粉占比大，以及粉末粒度范圍廣等問題，嚴重影響了3D打印過程的產品質量，并且原材料中特別是“Zr”極為活潑，在熔融狀態下極易與其所接觸的介質發生反應，成分難以控制，給最終的3D打印成分調配帶來困難，加之常規的VIGA工藝由于存在中間包，在霧化過程常常因為導流管處金屬熔液冷卻過快而堵包，導致霧化失敗。

因此，現需要一種新型的工藝方法來制備3D打印用CuCrZr合金粉，從而有效解決上述技術問題，提高3D打印過程的產品質量，增強3D打印過程的穩定性。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種3D打印用CuCrZr合金粉制備方法。

本發明的技術方案是：一種3D打印用CuCrZr合金粉制備方法，包括以下步驟：

S1配料：將Cu粉、Cr粉、Zr粉按照重量百分比進行稱重，其中Cr可調范圍為0.5-5%，Zr可調范圍為0.02-1 %，Cu為余量；

S2混粉：稱重后的Cr粉、Zr粉進行攪拌混合并進行球磨混粉，隨后將混合均勻的Cr粉、Zr粉混入稱重好的Cu粉中，按照Cu粉、Cr粉、Zr粉總重的1/4-1/3加入乙醇，攪拌均勻后球磨混粉，得到混合粉；

S3冷等靜壓：等到混合好的混合粉中乙醇完全揮發后，采用冷等靜壓的方式壓制，壓制壓力100-200 MPa，保壓時間為2-5 min，得到銅鉻合金坯料；

S4燒結脫氣：對壓制好的銅鉻合金坯料進行梯度加熱，燒結的最高溫度保持在900-1000 ℃，保溫2 h，得到銅鉻合金電極；

S5電極感應氣霧化制粉：對制備好的銅鉻合金電極進行區域熔煉，功率為20-50kW，頻率為100-250 kHz，融化的金屬液體連續垂直穿過緊耦合噴嘴，通過緊耦合噴嘴由高壓氬氣流將金屬液體霧化破碎成大量細小液滴，霧化壓力為2-4MPa，液滴在飛行中凝固成顆粒，得到CuCrZr合金粉末；

S6篩分：氣霧化完成后，待CuCrZr合金粉末完全冷卻，隨后采用篩分設備對霧化粉末進行篩分分級，得到需要的3D打印粒度范圍的粉末。