[發明專利]一種高強高導銅鈦合金制備方法

有效

• 申請號: 202110382859.3
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113278835B
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發明（設計）人: 姚培建;劉凱;王文斌;李鵬;王小軍;張石松;武旭紅;師曉云;屈曉鵬;吉德勝
• 申請（專利權）人: 陜西斯瑞新材料股份有限公司
• 主分類號: B33Y10/00
• 分類號: B33Y10/00
• 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

本發明公開了一種高強高導銅鈦合金制備方法，涉及銅鈦合金制備技術領域，包括S1、混粉：將銅粉和鈦粉進行混合；S2、3D打印：將銅鈦混合粉末裝入3D打印設備進行3D打印；S3、后處理：通過線切割將銅鈦合金坯料與基板分離，再對銅鈦合金坯料進行熱處理和表面處理，得到成品合金零件，本發明是在不影響甚至優于原有產品性能、縮短加工周期又不影響美觀的基礎上設計，提高可加工的效率，本發明所述銅鈦合金制備技術，所制備的銅鈦合金具有高導電性，高硬度，高的抗拉強度，所加工零件不受材料配比和形狀限制，針對復雜零件，提高了銅鈦合金零件的加工合格率。

技術領域

本發明涉及銅鈦合金制備技術領域，具體是涉及一種高強高導銅鈦合金制備方法。

背景技術

銅鈦合金具有廣闊的應用前景，但是因為其加工困難、成本高昂，嚴重制約了產業鏈的發展。目前市面上的銅鈦材料還是多以低鈦含量的高導低強板材和線材為主，批量化、個性化的高導高強零件仍有很大的市場缺口；隨著3D打印技術的不斷發展，各種材料的打印成功案例不斷涌出，成分均勻彌散和性能更加優良的報道持續出現，銅鈦合金的打印研究也逐漸被提上日程。為了補全技術空缺，斯瑞公司對銅鈦合金打印技術進行反復的驗算和研究，最終成功打印出銅鈦合金零件；使用3D打印技術，可以直接打印板材、線材、復雜一體成型件、快速拼接件等，具有優良的材料強度和電導率，可用于電纜、變壓器線圈或者導電片、高強度彈簧、電觸點、集成電路封裝中的引線框架和隔膜等。

傳統的銅鈦產品生產技術主要有真空感應熔鑄、真空電弧自耗、混粉+燒結三種。

真空感應熔煉過程，一般是隨爐冷卻，冷卻過程較緩慢，使得鑄錠的晶粒尺寸較大，制備的合金在后續的加工硬化過程中易出現裂紋，導致合金板/錠只有較低的成品率，再加上后續的機加零件步驟，成品率會更低；

真空電弧自耗技術，通過熔滴控制冷卻速度，通過電磁攪拌控制成分均勻性，最終獲得成分均勻、晶粒細小的鑄錠，具有很好的產品特性率和較高的成品率，但是后續加工比較困難，而且制造成本高昂；

混粉燒結技術，對原材料要求不高，通過機械混合的方式將原材料粉末混合均勻，在通過冷等靜壓+燒結的方式生產出鑄錠，成分比較均勻，成品率和成型率高，制造過程簡單易加工，但是因為材料沒有融化，所以通常情況下晶粒粗大，零件強度較低。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種高強高導銅鈦合金制備方法。

本發明的技術方案是：一種高強高導銅鈦合金制備方法，包括以下步驟：

S1：混粉

將銅粉和鈦粉進行混合，具體包括以下步驟：

S1-1：選料

選用氣霧化球形粉末的銅粉和鈦粉，銅粉與鈦粉的粉末粒度均要求在35-55μm，粉末球形度大于80％；

S1-2：配料

將氣霧化球形粉末的銅粉和鈦粉相互混合，得到銅鈦混合粉末，所得到的銅鈦混合粉末中氣霧化球形粉末的鈦粉質量百分比為2-20wt％；

S1-3：球磨

將得到的銅鈦混合粉末裝入氣氛保護的球磨機中，球料比在1:2到1:4之間；

S1-4：真空烘干

將經過球磨后的銅鈦混合粉末置入110-120℃真空干燥室中攪拌烘干，烘干后的銅鈦混合粉末取出備用；

S2：3D打印

將經過烘干后的銅鈦混合粉末裝入3D打印設備的粉倉中，并使用冰鏟搗實，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，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，打印完成后得到銅鈦合金坯料；