[发明专利]一种采用球形钨粉制备CuW60-CuW90材料的方法

说明书

本发明公开了一种采用球形钨粉制备CuW60‑CuW90材料的方法，属于合金材料制造技术领域，包括以下步骤：S1：向3D激光打印机中装填钨粉作为工件打印材料；S2：按照3D打印设置的模型，在钨粉上按3D打印设置的模型形状进行激光选区烧结；重复循环按照3D打印设置的模型形状叠加成多孔的钨坯，取出打印好的钨坯；S3：渗铜，按钨坯的重量计算渗铜所需要的铜粉重量，将铜粉制成与钨坯形状相同的铜粉坯，将钨坯与铜粉坯上下装配成渗铜装配体，随后放入高温烧结炉中烧结熔渗，冷却后得到铜钨材料。本发明CuW材料制备方法可以制备多种复杂形状且大批量制造的铜钨产品零件，并且无需生产模具，成本低，生产效率高。

技术领域

本发明涉及合金材料制造技术领域，具体是涉及一种采用球形钨粉制备CuW60-CuW90材料的方法。

背景技术

钨铜合金电极是一种由高纯度钨粉和纯度高塑性好的高导电性铜粉结合，通过静压成型，高温烧结，熔融工艺精制而成的复合金属材料。具有良好的导电性、热膨胀小、高温不软化，高强度，高密度，高硬度。铜钨材料应用非常广泛，它常使用在电力开关的电接触触头行业，航空航天的火箭喷口及半导体集成电路芯片的散热材料。尤其是作为芯片的散热材料，它具有高导热及低膨胀的特性被广泛采用。

3D打印技术最初被称为快速成型技术或快速原型制造技术，它基于现代CAD/CAM技术、机械工程、分层制造技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术和新材料技术，开发出先进的制造技术。它基于计算机三维数字模型，通过软件分解为多层平面切片。然后由CNC成型系统使用激光束、热熔喷嘴等逐层层叠和粘合可粘合材料，最后叠加并制作产品。

目前市场上的铜钨材料常用的制造方法是模具成型-高温预烧骨架-高温渗铜，再通过后面的机械加工成需要的零件，只能生产成简单的形状。对于一些数量少，种类多的场合，模具生产周期长，成本高；而对一些复杂形状的，无法采用机械加工的零件，无法生产，所以，本发明设计了一种采用球形钨粉制备CuW60-CuW90材料的方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种采用球形钨粉制备CuW60-CuW90材料的方法。

本发明的技术方案是：一种采用球形钨粉制备CuW60-CuW90材料的方法，包括以下步骤：

S1：打印前准备

将需要制备的工件模型资料输入至3D激光打印机中，构建多层平板模型，向3D激光打印机中装填钨粉作为工件打印材料；

S2：激光3D打印

S2-1：按照3D打印设置的模型，从下至上铺设钨粉，

S2-2：每铺设一层钨粉，在钨粉上按3D打印设置的模型形状进行激光选区烧结，铺粉厚度0.01-0.05mm，打印光斑速度250 μm/s；

S2-3：重复循环步骤S2-2，逐步按照3D打印设置的模型形状叠加成多孔的钨坯；

S2-4：直至最上层的钨粉铺设完毕，在粉槽中去除多余的粉末，取出打印好的钨坯；

S3：渗铜

按打印好的钨坯的重量计算渗铜所需要的铜粉重量，将铜粉制成与打印好的钨坯形状相同的铜粉坯，将打印好的钨坯与铜粉坯上下装配成渗铜装配体，将装配好的渗铜装配体放入高温烧结炉中，在1350-1400 ℃烧结熔渗300-360 min，冷却后得到铜钨材料。

本发明针对目前市场上的铜钨材料常用的制造方法是模具成型-高温预烧骨架-高温渗铜，再通过后面的机械加工成需要的零件，只能生产成简单的形状，提供了利用3D打印技术制备细密孔隙的钨骨架，然后进行渗铜处理以制备复杂构型的CuW合金，解决了现有技术中无法针对铜钨合金生产制备获得复杂构型的铜钨合金零件，并且可大批量生产，并且生产成本低，为铜钨合金复杂制件制备提供了新的思路。