[发明专利]一种增强型随形冷却模具铜的快速制造方法

摘要

本发明属于金属模具制备相关技术领域，并公开了一种增强型随形冷却模具铜的快速制造方法，其包括：建立模具三维几何模型，然后将该三维几何模型输入至3D打印设备中，同时生成二维切片轮廓的扫描模型；将铜基粉末和陶瓷增强相粉末混合均匀；对混合粉末进行干燥处理，然后3D打印获得成型模具，并执行退火和分离处理；将成型模具执行固溶处理、淬火处理和时效处理，从而获得所需的随形冷却模具铜产品。通过本发明，可显著提高陶瓷增强相在铜基体中的均匀分布特性，同时起到弥散强化的作用，此外这些陶瓷相也可作为形核剂来增加形核以细化晶粒，从而提高铜质模具刚度、硬度和耐磨性等。

主权项

1.一种增强型随形冷却模具铜的快速制造方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：(a)针对待加工的随形冷却流道模具建立对应的三维几何模型，然后将该三维几何模型输入至3D打印设备中，同时生成二维切片轮廓的扫描模型；(b)将质量比为10：1～99：1的纯铜或铜合金粉末和陶瓷增强相粉末混合，然后在惰性气体保护下，通过球磨的方式使两者充分混合均匀；其中陶瓷增强相粉末选自以下物质的一种或多种组合：TiC、TiN、SiC、WC和TiB₂，并且粉末粒径为50nm～1μm；(c)将通过步骤(b)处理后的混合粉末放到真空烘箱中进行干燥处理，然后将此混合粉末放入所述3D打印设备中，并根据所述扫描模型在基板上逐层制造，直至获得成型模具；(d)将所获得的成型模具与基板一同取出，并在真空室内进行去应力退火处理，然后采用线切割工艺将成型模具与基板分离；(e)将分离后的成型模具放在真空室内于760℃～810℃的温度下保温1h～2h完成固溶处理，然后对成型模具进行淬火处理，以此方式得到过饱和固溶体；接着，在320℃～380℃的温度下保温1h～3h完成时效处理，以此方式重新析出颗粒细小且分布均匀的强化相，从而获得所需的随形冷却模具铜产品。