[发明专利]一种钼铜复合材料选择性激光熔化成形方法

说明书

本发明一种钼铜复合材料选择性激光熔化成形方法，该方法以钼粉、铜粉、增强材料为成形材料，采用选择性激光熔化设备制备结构复杂的钼铜复合材料制品，按照以下步骤完成的：用三维软件建立零件模型，对模型进行计算机切片处理获得模型二维截面信息，对增强体材料预处理，将铜粉、钼粉、增强体材料按一定比例混合均匀，装入成形缸，设定成形工艺参数，如激光功率，扫描速度，铺粉厚度等，进行选择性激光熔化成形，对成形的制品进行烧结，对烧结后的制品进行热处理；本发明可广泛应用于激光熔化SLM成形领域。

技术领域

本发明涉及一种钼铜复合材料选择性激光熔化成形方法，属于激光熔化SLM成形技术领域。

背景技术

钼铜（Mo/Cu）合金具有高强度、易加工、高导电导热性、耐烧蚀、高热强性、低热膨胀系数、无磁性等优点，在航空航天以及武器装备等制造业领域，如火箭、喉衬、导弹发动机喷管等高温部件，应用前景广阔。在钼铜合金中添加高强度、高硬度的增强体材料，如碳纤维、SiC、石墨烯等，合金的力学性能、耐磨性能都有很大的提高。钼熔点较高（2160℃），制备钼铜合金比较困难。钼铜合金成形主要有液相烧结、高压熔渗等方法， 上述方法制备形状复杂的精密零部件时，存在材料利用率低、成本高、周期长等问题，使其应用范围受到限制。

激光增材制造（3D打印）技术是以3D模型数据为基础，采用层层叠加的方法来制备零件。该技术可快速而精确地制造出任意复杂形状的零件，大大减少了加工工序，减少了加工周期。选择性激光熔化（SLM）成形技术是3D打印技术领域最具发展潜力的技术之一。其基本原理是：在计算机上设计出零件的三维模型，然后对该三维模型进行切片分层，得到各截面的二维轮廓数据，将这些数据导入快速成形设备计算机中。激光束开始扫描前，铺粉装置首先把金属粉末平铺到成形缸的基板上，激光束再按当前层的填充轮廓线选区熔化成形基板上的金属粉末。加工完当前层后，成形缸下降一个层厚的距离，粉料缸上升一定距离，铺粉装置在已加工好的当前层上铺好金属粉末，设备调入下一层轮廓的数据进行加工，如此层层加工，直到整个零件加工完毕。SLM技术可制备形状复杂的金属零件，同时由于高激光功率可熔化成形高熔点金属。

因此，采用SLM成形技术可制备高熔点钼铜复合材料，并且实现复杂零件的快速成形。该方法工艺简单，可操作性强，相比传统工艺，大大缩短了生产周期，提高了生产效率。

发明内容

本发明克服了现有技术存在的不足，提供了一种钼铜复合材料选择性激光熔化成形方法。该方法以钼粉、铜粉、增强材料为成形材料，采用选择性激光熔化设备制备结构复杂的钼铜复合材料制品。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种钼铜复合材料选择性激光熔化成形方法。该方法以钼粉、铜粉、增强材料为成形材料，采用选择性激光熔化设备制备结构复杂的钼铜复合材料制品。一种钼铜复合材料选择性激光熔化成形方法具体是按照以下步骤完成的：

第一步，用三维软件建立零件模型。

第二步，对模型进行计算机切片处理获得模型二维截面信息。

第三步，对增强体材料预处理。

第四步，将铜粉、钼粉、增强体材料按一定比例混合均匀，装入成形缸。

第五步，设定成形工艺参数，如激光功率，扫描速度，铺粉厚度等，进行选择性激光熔化成形。

第六步，对成形的制品进行烧结。

第七步，对烧结后的制品进行热处理。

根据上述方法，钼铜复合材料选择性激光熔化成形时，200-300目铜粉质量分数79-89%，200-300目钼粉质量分数10-20%，石墨烯质量分数1%。激光功率为300w。扫描速度为15000mm/min。