[發明專利]基于多材料金屬同步3D打印技術的電觸頭制備方法

有效

• 申請號: 202110364713.6
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113172235B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 楊志懋;孔春才;程凱;雷博森
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B22F10/28
• 分類號: B22F10/28;B33Y10/00;B33Y70/00;B33Y80/00;B33Y50/02;B33Y40/20;B22F10/85;B22F10/64;H01H11/04;H01H33/664
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

1.一種基于多材料金屬同步3D打印技術的電觸頭制備方法，所述方法包括以下步驟：

將制備電觸頭的鐵粉、銅粉和鉻粉分別放入3D打印機粉末罐中，鐵粉、銅粉以及鉻粉質量比為5-20:40-70:50-65；

建立待制備的電觸頭的3D打印的三維模型，所述三維模型包括多個微結構單元，所述微結構單元模型以鐵芯作為軟磁相，銅作為高導電相以線狀纏繞鐵芯，微結構單元之間的間隙填充金屬鉻作為耐電弧燒蝕相；

在氬氣或者氦氣氣氛下利用選擇性激光熔化進行3D打印成型電觸頭；

熱處理所述3D打印成型的電觸頭，熱處理溫度為900-980 ℃，燒結時間4-5h，熱處理采用99.99%氬氣或者氦氣氣氛保護，軟磁相Fe、高導電相Cu和耐電弧燒蝕相Cr三相同時打印成型；

其中，

3D打印的基體操作為：先通過計算機建模軟件建模，組合完成觸頭模型，再通過三維模型的近似處理，將模型分層切片處理后逐層打印，打印過程中，選用激光作為能量源，按照三維CAD 切片模型中規劃好的路徑在金屬粉末床層進行逐層掃描，掃描過的金屬粉末通過熔化、凝固從而達到冶金結合的效果，最終獲得模型所設計的金屬零件；

其中，鐵粉、銅粉以及鉻粉的平均粒徑5-50μm；

其中，在微結構單元模型中作為高導電相的銅線雙匝纏繞鐵芯。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述電觸頭三維模型包括1-100個微結構單元，所述微結構單元中，所述鐵芯的直徑為1-8mm；銅線的直徑為1-4mm。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述電觸頭頂部設有等直徑的銅鉻觸頭片，底部設有純銅導電襯底。

4.根據權利要求3所述的方法，其中，銅鉻觸頭片厚度1-4mm，純銅導電襯底厚度1-5mm。