[发明专利]基于3D打印技术制备钨颗粒增强金属基复合材料的方法

摘要

本发明涉及一种基于3D打印技术制备钨颗粒增强金属基复合材料的方法，属于颗粒增强金属基复合材料以及3D打印技术领域。本发明采用3D打印技术制备钨颗粒增强金属基复合材料，可在较大的范围内调控所述复合材料中钨增强相和基体相的比例，可设计强、工艺简单、制备周期短以及成本低；而且采用本发明所述方法制备的钨颗粒增强金属基复合材料中，钨增强相颗粒均匀分布在基体相上，钨增强相颗粒细小、晶粒无明显长大，具有优异的力学性能。

主权项

1.一种基于3D打印技术制备钨颗粒增强金属基复合材料的方法，所述钨颗粒增强金属基复合材料由钨相和基体相组成，其特征在于：基体相为Ni、Cu、Al、NiFe合金、NiCu合金、CuZn合金、NiMn合金、NiCo合金或AlCrFeNiVM高熵合金，M为Cu、Ti、Mo和W中一种以上；其中，基体相为Ni、Cu、Al、NiFe合金、NiCu合金、CuZn合金、NiMn合金或NiCo合金时钨相的质量百分数为5％～90％，基体相为AlCrFeNiVM高熵合金时钨相的质量百分数为5％～80％；所述钨颗粒增强金属基复合材料的制备步骤如下：(1)在3D打印的工艺控制软件中，根据输入钨颗粒增强金属基复合材料的尺寸，完成钨颗粒增强金属基复合材料的CAD三维建模，同时自动生成激光成型路径程序；(2)在真空或惰性气体条件下，使用同轴送粉方式将混合粉体送至3D打印设备的激光加热区域，逐层打印，得到钨颗粒增强金属基复合材料；其中，所述混合粉体为钨粉与Ni单质粉、Cu单质粉、Al单质粉、NiFe合金粉、NiCu合金粉、CuZn合金粉、NiMn合金粉、NiCo合金粉或AlCrFeNiVM高熵合金粉的混合粉体，或者钨粉与组成NiFe合金、NiCu合金、CuZn合金、NiMn合金、NiCo合金或AlCrFeNiVM高熵合金的相应元素单质粉的混合粉体；3D打印的工艺参数如下：激光光斑直径0.5mm～6mm，扫描速度30mm/s以下，设置光斑路径间隔使搭接率为5％～70％，激光功率200W～5000W，送粉速率0.1kg/h～5kg/h，能量面密度30J/mm2～260J/mm2，能量质量密度1000J/g～20000J/g，单层沉积厚度大于0mm小于等于4mm。