[发明专利]一种高强高导铜钛合金制备方法

说明书

本发明公开了一种高强高导铜钛合金制备方法，涉及铜钛合金制备技术领域，包括S1、混粉：将铜粉和钛粉进行混合；S2、3D打印：将铜钛混合粉末装入3D打印设备进行3D打印；S3、后处理：通过线切割将铜钛合金坯料与基板分离，再对铜钛合金坯料进行热处理和表面处理，得到成品合金零件，本发明是在不影响甚至优于原有产品性能、缩短加工周期又不影响美观的基础上设计，提高可加工的效率，本发明所述铜钛合金制备技术，所制备的铜钛合金具有高导电性，高硬度，高的抗拉强度，所加工零件不受材料配比和形状限制，针对复杂零件，提高了铜钛合金零件的加工合格率。

技术领域

本发明涉及铜钛合金制备技术领域，具体是涉及一种高强高导铜钛合金制备方法。

背景技术

铜钛合金具有广阔的应用前景，但是因为其加工困难、成本高昂，严重制约了产业链的发展。目前市面上的铜钛材料还是多以低钛含量的高导低强板材和线材为主，批量化、个性化的高导高强零件仍有很大的市场缺口；随着3D打印技术的不断发展，各种材料的打印成功案例不断涌出，成分均匀弥散和性能更加优良的报道持续出现，铜钛合金的打印研究也逐渐被提上日程。为了补全技术空缺，斯瑞公司对铜钛合金打印技术进行反复的验算和研究，最终成功打印出铜钛合金零件；使用3D打印技术，可以直接打印板材、线材、复杂一体成型件、快速拼接件等，具有优良的材料强度和电导率，可用于电缆、变压器线圈或者导电片、高强度弹簧、电触点、集成电路封装中的引线框架和隔膜等。

传统的铜钛产品生产技术主要有真空感应熔铸、真空电弧自耗、混粉+烧结三种。

真空感应熔炼过程，一般是随炉冷却，冷却过程较缓慢，使得铸锭的晶粒尺寸较大，制备的合金在后续的加工硬化过程中易出现裂纹，导致合金板/锭只有较低的成品率，再加上后续的机加零件步骤，成品率会更低；

真空电弧自耗技术，通过熔滴控制冷却速度，通过电磁搅拌控制成分均匀性，最终获得成分均匀、晶粒细小的铸锭，具有很好的产品特性率和较高的成品率，但是后续加工比较困难，而且制造成本高昂；

混粉烧结技术，对原材料要求不高，通过机械混合的方式将原材料粉末混合均匀，在通过冷等静压+烧结的方式生产出铸锭，成分比较均匀，成品率和成型率高，制造过程简单易加工，但是因为材料没有融化，所以通常情况下晶粒粗大，零件强度较低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高强高导铜钛合金制备方法。

本发明的技术方案是：一种高强高导铜钛合金制备方法，包括以下步骤：

S1：混粉

将铜粉和钛粉进行混合，具体包括以下步骤：

S1-1：选料

选用气雾化球形粉末的铜粉和钛粉，铜粉与钛粉的粉末粒度均要求在35-55μm，粉末球形度大于80％；

S1-2：配料

将气雾化球形粉末的铜粉和钛粉相互混合，得到铜钛混合粉末，所得到的铜钛混合粉末中气雾化球形粉末的钛粉质量百分比为2-20wt％；

S1-3：球磨

将得到的铜钛混合粉末装入气氛保护的球磨机中，球料比在1:2到1:4之间；

S1-4：真空烘干

将经过球磨后的铜钛混合粉末置入110-120℃真空干燥室中搅拌烘干，烘干后的铜钛混合粉末取出备用；

S2：3D打印

将经过烘干后的铜钛混合粉末装入3D打印设备的粉仓中，并使用冰铲捣实，采用SLM-3D打印铺粉技术加工，手动在不锈钢基板铺粉一层后导入图形，洗气完成后开启风机和基板加热，温度稳定后开始激光选区扫描打印，扫描过程保护气使用氩气，设备打印环境为正压，打印完成后得到铜钛合金坯料；