[发明专利]利用SLM激光打印技术制备叠层结构的纯铜和Cu-Cr-Zr合金的方法

权利要求书

1.利用SLM激光打印技术制备叠层结构的纯铜和Cu-Cr-Zr合金的方法，其特征在于，包括：

S1、通过雾化制粉设备制备纯铜粉末和Cu-Cr-Zr合金粉末，并筛选出平均粒径为25~45μm的纯铜粉末和Cu-Cr-Zr合金粉末；

S2、利用氩气对SLM激光打印设备成型室进行脱氧处理，使其氧气浓度≤0.05%，并对SLM激光打印设备基板进行预热，预热温度为100~200 ℃；

S3、将步骤S1所得纯铜粉末和Cu-Cr-Zr合金粉末利用SLM激光打印设备交替打印，形成纯铜粉末和Cu-Cr-Zr合金粉末交替叠层结构的新型材料，SLM激光打印时纯铜粉末层与Cu-Cr-Zr合金粉末层激光扫描方向相差30~67 °，激光功率为300~350 W，每层的粉末厚度控制在0.03~0.05 mm，每20~30层纯铜粉末与20~30层Cu-Cr-Zr合金粉末交替打印，形成纯铜和Cu-Cr-Zr合金交替叠层结构的新型材料；其中，Cu-Cr-Zr合金粉末层的重量百分比组成为：Cr：0.5 wt%~5.0 wt%，Zr：0.03 wt%~3.0 wt%，余量为Cu；

S4、对步骤S3所得新型材料进行时效热处理，时效热处理温度为400~600 ℃，时间为3~6 h。

2.根据权利要求1所述的利用SLM激光打印技术制备叠层结构的纯铜和Cu-Cr-Zr合金的方法，其特征在于，步骤S1中所述纯铜粉末和Cu-Cr-Zr合金粉末的制备方法为：（1）将金属原料车削成合金带，并用盐酸进行洗涤、干燥；（2）将洗涤、干燥后的所述合金带进行粉碎，得到初级合金粉末；（3）将所述初级合金粉末置于真空感应熔炼炉的冷铜坩埚中进行熔炼，最后利用氩气进行气雾化制粉，即可得到合金粉末；其中，真空感应熔炼炉内压强为4000~7500 Pa、气雾化压力为35~80 bar。

3.根据权利要求1所述的利用SLM激光打印技术制备叠层结构的纯铜和Cu-Cr-Zr合金的方法，其特征在于，步骤S2中，所述脱氧处理的具体操作为：先对SLM激光打印设备成型室抽真空，然后通入纯度为99.99 wt％的高纯氩气。

4.根据权利要求1所述的利用SLM激光打印技术制备叠层结构的纯铜和Cu-Cr-Zr合金的方法，其特征在于，步骤S3中，SLM激光打印时，首先利用300~320 W的激光对纯铜粉末层和Cu-Cr-Zr合金粉末层的边缘区域进行扫描打印，然后利用320~350 W的激光对纯铜粉末层和Cu-Cr-Zr合金粉末层的中心区域进行扫描打印。

5.根据权利要求1所述的利用SLM激光打印技术制备叠层结构的纯铜和Cu-Cr-Zr合金的方法，其特征在于，步骤S4中，所述时效热处理的具体操作为：在真空环境下，将所述新型材料在0.5 ~1.2 h内升温至400~600 ℃；然后在400~600 ℃条件下保温2.5 ~4.8 h，最后冷却至室温即可。

6.根据权利要求1所述的利用SLM激光打印技术制备叠层结构的纯铜和Cu-Cr-Zr合金的方法，其特征在于，步骤S4完成后，对所述新型材料进行表面喷砂处理，清洗干燥后涂抹防锈助剂；所述防锈助剂由以下重量百分比的原料组成：苯丙三氮唑1~2 %、二烷基二硫代磷酸锌0.5~2 %、成膜树脂2~5 %、铝酸酯偶联剂1.5~3 %、聚乙烯醇2~5 %、六偏磷酸钠0.8~1.2 %、辛基酚聚氧乙烯醚3~6 %、抗氧化剂0.5~1 %、余量为矿物油。