[发明专利]激光原位制备任意形状铜基形状记忆合金的方法及产品

权利要求书

1.一种激光原位制备任意形状铜基形状记忆合金的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将铜基形状记忆合金中各元素的块体按预设的质量比混合后进行真空熔炼得到铸锭，然后以气雾法将铸锭制成平均粒径为20～50μm的粉末，或者在粉末中加入粒径为纳米级的增强相并机械混合以制备复合粉末；

所述真空熔炼的具体工艺为将合金中各元素的高纯金属按预设的质量比放入熔炼炉中进行真空熔炼，反复熔炼3次，使合金成分均匀并减少偏析，得到制备粉末所需铸锭；

所述气雾法的具体工艺为将真空熔炼所得的铸锭放入真空熔炼炉中再次熔化，并在熔化的同时以3MPa的气压通入氩气，以形成高速气流冲击溶液，液体被气体冲击分散、冷却形成粉末，最后通过250目的筛网筛取所需的粉末，制备获得的粉末的粒径呈正态分布；

(2)在氧含量小于0.1％的惰性气体保护环境下，以步骤(1)制备的粉末或复合粉末为粉末原料利用激光选区熔化增材制造技术制备所需形状的铜基形状记忆合金，其中粉末原料瞬间被加热到各成分的熔点以上，各成分无差别熔化，在液相下发生快速均匀的原位反应扩散，并快速冷却形成铜基形状记忆合金，冷却速度为10⁶-10⁸℃/s；具体包括如下子步骤：

(2.1)在成形基板上铺设一层厚度大于粉末平均粒径的粉末原料，激光能量源按照预设的扫描路径对粉末原料进行激光扫描成形，粉末原料各成分的原子键在激光的作用下得到破坏，原子键被破坏的各成分在激光熔池内原位发生熔化反应生成铜基形状记忆合金；

(2.2)当一层铜基形状记忆合金成形好后，将基板下降一个铺粉层厚，再在已成形的铜基形状记忆合金层上重新铺设一层厚度大于粉末平均粒径的粉末原料，激光器能量源按照预设的扫描路径对重新铺好的粉末原料进行激光扫描成形，以再次成形一层铜基形状记忆合金；

(2.3)重复步骤(2.2)，直至完成整个铜基形状记忆合金的原位合成加工，最后将成形件从成形基板上切割下来即获得所需的铜基形状记忆合金；

所述激光扫描成形的具体工艺为：激光功率为250W～350W，扫描速度为600mm/s～1000mm/s，扫描间距为50μm～90μm，以成形出平整且搭接良好的铜基形状记忆合金；

采用连续的YAG或者光纤激光器作为激光能量源，激光光斑直径为50μm～80μm，激光扫描方式为层与层之间旋转67°。

2.一种任意形状的铜基形状记忆合金，其特征在于，由权利要求1所述方法制备。