[发明专利]通过选择性激光烧结产生含铜部件的方法

说明书

本发明公开了一种通过选择性激光烧结产生含铜部件的方法，该方法包括以下方法步骤：提供(S1)包含铜铬合金的金属粉末；通过激光辐射选择性地熔化(S2)金属粉末以产生部件；在含氧气氛中将部件加热(S3)到在900℃至1000℃之间的温度范围内的温度；去除(S4)在部件的表面上形成的氧化铬层。

本发明涉及通过选择性激光烧结产生含铜部件的方法。本发明还涉及通过根据本发明的方法产生的含铜部件。

从现有技术中已知使用选择性激光烧结来产生含铜部件。由于铜在激光辐射的宽波长范围内具有高反射率，因此必须使用高功率激光来使含铜金属粉末熔化。在产生含铜部件之后，与诸如从实心块中铣出的部件相比，其电导率降低。

为了增加电导率，从现有技术中已知在指定的时间段内将含铜部件加热到大约950℃的温度。该加热过程始终在保护气体气氛下或在真空下进行，以使部件表面上的铜材料不会被氧化。这是因为这样的氧化铜层具有降低的电导率。

高电导率对于含铜的电流传导部件至关重要，例如用于导体连接端子的电流棒或用于产生磁场的感应线圈，通过该磁场感应地加热部件。这种感应线圈也称为电感器或铜电感器。因此，对于从现有技术中已知的、用于通过选择性激光烧结来产生含铜部件的方法，绝对有必要在保护气体气氛下将部件加热至指定温度，例如950℃。

将电流传导部件引入保护气体气氛并随后加热是一个相对复杂的过程。因此，本发明的基本目的是提供一种通过激光烧结产生含铜部件的方法，与现有技术中已知的方法相比，该方法更易于实施。

本发明的基本目的通过由具有权利要求1的特征的选择性激光烧结来产生含铜部件的方法而实现。在从属于权利要求1的权利要求中描述了该方法的有利实施方式。

具体地，本发明的基本目的通过由选择性激光烧结产生含铜部件的方法而实现，其中，根据本发明的方法包括以下方法步骤：

-提供包含铜铬合金的金属粉末；

-通过激光辐射选择性地熔化金属粉末以产生部件；

-在含氧气氛中将部件加热到在900℃至1000℃之间的温度范围内的温度；以及

-去除在部件的表面上形成的氧化铬层。

与纯铜相比，铜铬合金具有降低的反射率，尤其在800nm与1200nm之间的波长范围内，因此可以使用降低的激光功率来熔化金属粉末。另外，使用铜铬合金提供这样的优点：在含氧气氛存在的情况下将如此形成的部件加热到在900℃至1000℃之间的温度期间，部件的表面上的铬被氧化以形成氧化铬层。该氧化铬层可以被容易地去除。通过根据本发明的方法产生的含铜部件具有增加的电导率，可以使用更少的方法步骤来产生含铜部件。

该方法优选地以这样的方式设计，即提供包含铜-铬-锆合金的金属粉末用于选择性熔化。这样的金属粉末在800nm至1200nm的波长范围内具有甚至进一步降低的反射率。

该方法更优选地以这样的方式设计，即提供包含CuCr1Zr合金的金属粉末用于选择性熔化。

CuCr1Zr合金的铬质量分数为0.5％至1.2％，优选为0.85％；锆质量分数为0.03％至0.3％，优选为0.15％；铁质量分数小于0.08％；以及硅质量分数小于0.1％；而铜形成合金的剩余质量分数，因此铜的质量分数优选为99％。CuCr1Zr合金的材料名称/编号在欧洲也称为CW106C，以及在美国也称为C18150。

当使用这种金属粉末时，甚至可以使用进一步降低的激光功率来熔化金属粉末。另外，使用这样的金属粉末提供这样的优点：在含氧气氛中加热期间形成容易剥离的氧化铬层，其可以特别容易地从部件的表面被去除。

该方法优选地以这样的方式设计，即该部件在存在环境空气的情况下加热到在900℃至1000℃之间的温度范围内的温度。以这种方式设计的方法提供这样的优点：在部件的加热过程中不必提供特殊的气氛。因此，具有这种设计的方法可以以更简单的方式实施。