[发明专利]一种SLM式3D打印CuFe合金的制备方法

说明书

本发明涉及一种SLM式3D打印CuFe合金的制备方法，属于有色金属材料制造技术领域。本发明的CuFe合金中选择的是CuFe既定成分的混合粉，其中气雾化铜粉的质量百分比为20‑60wt%，余量为Fe粉，Fe粉的粉末粒度要求为30‑55μm，气雾化铜粉的粉末粒度要求为20‑50μm，粉体的球形度要求大于80%。本发明的制备方法包括：1、混粉配料，2、SLM式3D打印，3、线切割脱样，4、氩气气氛保护环境热处理，5、表面机加工处理。本发明制备的CuFe合金金相组织均匀致密，加工性能良好，电导率可以达到40%以上，尺寸形状没有限制，且加工方式不受高铁含量的影响，可直接加工成品或者半成品毛坯，加工方式易于推广。

技术领域

本发明涉及有色金属材料制造技术领域，具体是涉及一种SLM式3D打印CuFe合金的制备方法。

背景技术

铜铁合金属于亚稳难混溶合金，当少量弥散相分布于基体时，该合金会表现出特殊的物理和力学性能，该系合金因成本低廉、原材料丰富以及巨大的磁阻效应，在航空汽车和电子工业领域中具有良好的应用前景。低铁含量的铜铁合金板线材，被广泛应用于制备电器工程开关电桥、大规模集成电路引线框架、电阻焊电极等，随着铁含量的逐渐增加，铜铁合金板线材具有优异的磁阻效应，因此被广泛应用于电磁波屏蔽材料。

专利CN108456799A公布了一种高性能铜铁合金材料及其电渣重熔制备方法，该专利是采用真空感应炉熔炼的铜铁合金铸锭作为自耗电极，采用CaF2-NaF渣系作为渣料，使用电渣重熔的方式制备铜铁合金。这种加工方式加工的铜铁合金对Fe含量有很大限制，并且加工工艺复杂，需要较多的冷加工和热处理；专利CN109576516A公布了一种电磁波屏蔽用铜铁合金板线材短流程的制备方法，具体做法是选用一定配比的铜铁合金材料制成熔体之后再喷射沉积，获得优良的铜铁合金带材。该方式同样对铁含量有很大限制，成型材料范围窄，并且操作要求非常高，不易推广使用。

铜铁合金板线材传统的制备方式为，熔铸成锭坯，然后通过挤压、轧制、拉拔等塑性变形方式加工成各种尺寸与规格的板材或线材，对于Fe含量低于30％的Cu-Fe合金，可以采用传统的方法制备，但对于铁含量达30～60％的电磁波屏蔽用Cu-Fe合金，采用该方法存在以下问题：由于较高的Fe含量，其极易宏观偏析，使得熔铸与加工难度很大，锭坯制作的成功率较低；随着Fe含量增加，合金的变形抗力增加迅速，加工过程中极易开裂，不得不增加变形次数来达到变形效果，这增加了制备流程，降低了生产效率，增加了制备成本。

发明内容

本发明针对上述存在的问题提供了一种SLM式3D打印CuFe合金的制备方法。

本发明的技术方案是：一种SLM式3D打印CuFe合金的制备方法，包括以下步骤：

S1配料：按照CuFe合金材料成分要求，对Cu粉和Fe粉进行配比，其中气雾化Cu粉的质量百分比为20-60wt%，余量为Fe粉，选择并称取相应的原料，将称量好的Cu粉和Fe粉装入气氛保护的球磨机中，抽真空至小于10^-1Pa，再充入氢气至0.8MPa，球磨1-5h；

S2 SLM3D打印：将混合好的CuFe粉装入3D打印设备粉仓中，并按照计算机生成的零件三维模型进行加工，加工方式为SLM选区激光熔化，在不锈钢基板上铺粉后使用激光束进行选区扫描；

S3线切割：将打印好的工件使用线切割的方式进行脱样；

S4热处理：脱样后的工件进行热处理；

S5机加工处理：热处理后的工件按成品尺寸进行表面机加工处理，达到设计最终要求表面粗糙度及精度即可；

其中，所述步骤S2的铺粉具体步骤包括：