[发明专利]一种3D打印用CuCrZr合金粉制备方法

说明书

本发明公开了一种3D打印用CuCrZr合金粉制备方法，S1配料：Cu粉、Cr粉、Zr粉配比称重；S2混粉：Cr粉、Zr粉进行搅拌混合，随后与Cu粉混入并加入乙醇，搅拌均匀后球磨混粉，得到混合粉；S3冷等静压：等到混合粉中乙醇完全挥发后，冷等静压得到铜铬合金坯料；S4烧结脱气：对铜铬合金坯料进行梯度加热，得到铜铬合金电极；S5电极感应气雾化制粉：对铜铬合金电极进行区域熔炼并气雾化制粉，得到CuCrZr合金粉末；S6筛分：对CuCrZr合金粉末进行筛分分级，得到需要的3D打印粒度范围的粉末。本发明制备的CuCrZr合金粉粒度范围窄、球形度高，有效保证了3D打印过程的稳定性。

技术领域

本发明涉及金属粉末制造技术领域，具体是涉及一种3D打印用CuCrZr合金粉制备方法。

背景技术

CuCrZr合金因其良好的高强高导和耐高温性能，而广泛应用于轨道交通、航空航天、集成电路引线框架、热交换材料等领域，随着3D打印技术的发展，借助其凝固过程的“骤冷”使得“固溶过程”得到充分的进行，进一步提高了CuCrZr材料的高强高导和耐高温性能。

但是现有的CuCrZr合金粉制备工艺是以“VIGA”工艺为基础进行真空气雾化制粉，受到坩埚、中间包等耐火材料和雾化过程雾化压力等因素的影响，其制备的粉末存在杂质多、成分精确度差、球形度差、卫星粉和空心粉占比大，以及粉末粒度范围广等问题，严重影响了3D打印过程的产品质量，并且原材料中特别是“Zr”极为活泼，在熔融状态下极易与其所接触的介质发生反应，成分难以控制，给最终的3D打印成分调配带来困难，加之常规的VIGA工艺由于存在中间包，在雾化过程常常因为导流管处金属熔液冷却过快而堵包，导致雾化失败。

因此，现需要一种新型的工艺方法来制备3D打印用CuCrZr合金粉，从而有效解决上述技术问题，提高3D打印过程的产品质量，增强3D打印过程的稳定性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种3D打印用CuCrZr合金粉制备方法。

本发明的技术方案是：一种3D打印用CuCrZr合金粉制备方法，包括以下步骤：

S1配料：将Cu粉、Cr粉、Zr粉按照重量百分比进行称重，其中Cr可调范围为0.5-5%，Zr可调范围为0.02-1 %，Cu为余量；

S2混粉：称重后的Cr粉、Zr粉进行搅拌混合并进行球磨混粉，随后将混合均匀的Cr粉、Zr粉混入称重好的Cu粉中，按照Cu粉、Cr粉、Zr粉总重的1/4-1/3加入乙醇，搅拌均匀后球磨混粉，得到混合粉；

S3冷等静压：等到混合好的混合粉中乙醇完全挥发后，采用冷等静压的方式压制，压制压力100-200 MPa，保压时间为2-5 min，得到铜铬合金坯料；

S4烧结脱气：对压制好的铜铬合金坯料进行梯度加热，烧结的最高温度保持在900-1000 ℃，保温2 h，得到铜铬合金电极；

S5电极感应气雾化制粉：对制备好的铜铬合金电极进行区域熔炼，功率为20-50kW，频率为100-250 kHz，融化的金属液体连续垂直穿过紧耦合喷嘴，通过紧耦合喷嘴由高压氩气流将金属液体雾化破碎成大量细小液滴，雾化压力为2-4MPa，液滴在飞行中凝固成颗粒，得到CuCrZr合金粉末；

S6筛分：气雾化完成后，待CuCrZr合金粉末完全冷却，随后采用筛分设备对雾化粉末进行筛分分级，得到需要的3D打印粒度范围的粉末。