[发明专利]一种梯度钨铜复合材料及其制备方法

摘要

本发明提供了一种梯度钨铜复合材料，包括采用电子束选区熔化成型法制成的钨骨架和采用熔渗法制成的铜填充相，所述钨骨架沿其高度方向呈多层设置，每层钨骨架均为网状多孔结构，所述铜填充相填充于各层钨骨架的孔隙间且铜填充相的体积百分含量逐层增加或逐层减小。本发明还提供了一种制备该梯度钨铜复合材料的方法。本发明通过采用高能电子束选区熔化技术制备钨铜复合材料中的钨骨架，该钨骨架结构强度明显高于传统烧结法制备的结构，并且能够通过模型自由调整，通过与渗铜技术相结合制备铜填充相，最终能够实现钨铜复合材料结构和性能的灵活可控。

主权项

1.一种梯度钨铜复合材料，包括采用电子束选区熔化成型法制成的钨骨架(1)和采用熔渗法制成的铜填充相(2)，所述钨骨架(1)沿其高度方向呈多层设置，每层钨骨架(1)均为网状多孔结构，所述铜填充相(2)填充于各层钨骨架(1)的孔隙间且铜填充相(2)的体积百分含量逐层增加或逐层减小，其特征在于，该梯度钨铜复合材料的制备方法包括以下步骤：步骤一、采用电子束选区熔化成型的方法制备钨骨架(1)，具体过程为：步骤101、利用三维建模软件建立钨骨架(1)的三维实体模型；步骤102、利用切层软件对步骤101中建立的钨骨架(1)的三维实体模型进行切片离散化处理，得到各层切片的截面数据，然后将各层切片的截面数据作为电子束扫描路径导入电子束选区熔化成型机中，之后在电子束选区熔化成型机上设定加工参数，所述加工参数包括金属粉末层厚、熔化电流和电子束扫描速率；步骤103、将金属粉末加入到步骤102中设定加工参数后的电子束选区熔化成型机中，抽真空至真空度不大于1×10-1Pa后充入惰性气体，然后采用电子束对电子束选区熔化成型机中的底板进行预热直至底板的温度为800℃～1000℃；所述金属粉末为粒径不大于0.15mm，质量纯度不小于99.9％的钨粉；步骤104、将金属粉末平铺在步骤103中预热后的底板上，然后采用电子束对平铺在底板上的金属粉末进行预热；步骤105、采用电子束按照步骤102中所述电子束扫描路径对步骤104中预热后的金属粉末进行选区熔化扫描，形成单层实体片层；步骤106、重复步骤104中所述的平铺金属粉末并进行预热的加工工艺以及步骤105中所述的对预热后的金属粉末进行选区 熔化扫描形成单层实体片层的加工工艺，直至各层实体片层均制备完成，得到钨骨架电子束选区熔化成型件；步骤107、采用压力为0.8MPa～0.9MPa的压缩空气除去步骤106中所述钨骨架电子束选区熔化成型件中的粉末，清洗干净后烘干，得到钨骨架(1)；步骤二、将步骤107中所述钨骨架(1)浸没于铜的熔融液中进行熔渗处理，使铜填充于钨骨架(1)的孔隙间形成铜填充相(2)，最终得到梯度钨铜复合材料。