【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有色金属增材制造，具体为一种高效激光3d打印技术制备铜合金复合材料的方法。
技术介绍
1、纯铜及铜合金由于具有高的强度、导电性和导热性，加工性能、焊接性和耐蚀性等优良特性，被广泛应用于电线电缆、集成电路、电接触器件以及冷凝器、散热器等领域。特别是在散热器等行业，除了要求纯铜或铜合金材料具有优异的导电、导热性能同时，还要在具有耐摩擦性、长期在高温环境下具有一定的强度；在电接器领域，除了导电、导热、耐磨性要求，还要有一定的耐电弧烧蚀性能。而目前纯铜只能满足导电、导热性要求，铜合金的只能满足部分要求，传统工艺制备的铜合金复合材料，由于受制于技术手段，成本高，结构简单，无法满足现代工业对应用场景的需求。
2、由于铜合金具有优异的导热性能，同时铜合金的激光的反热率较高，因此铜合金的增材制造技术仍处于研究阶段，生产效率低，质量一致性差。
3、本专利技术是针对目前在散热器及电接触领域铜合金应用存在的问题以及铜合金增材制造质量差、效率低问题进行的技术创新和提高。首先，本专利技术采用激光送粉技术在铜合金表面复合铜钨、铜碳化钨、铜铬、铜碳化硼等合金材料，提高了铜零件表面的耐磨性、耐高温性及抗电弧烧蚀性能。同时，本专利技术采用特殊的激光发生装置及参数，解决了铜合金对激光反射率高，熔覆质量差问题。从而提高了铜合金性能的同时实现了批量化生产应用。
4、本专利技术提供的铜合金激光打印技术制备出的铜合金复合材料具有极好的导电、导热、耐磨、耐高温及抗电弧烧蚀等优点，因此可广泛应用于散热、电接器、管道等领域，成为
5、专利cn106498386a公布了一种激光熔覆铜表面复合涂层及其制备方法，该专利是将需要熔覆的材料粉末调成糊状均匀涂抹在铜基表面，自然风干后使用激光熔覆的方法形成一层镀层，达到强化表面的效果；但是因为厚度不能叠加加工而无法达到代替原有产品支撑(或无效)部分的效果，也就没有达到节约成本的效果；
6、专利cn108315733a公布了一种激光熔覆铝青铜合金梯度涂层所用粉料及制备方法，具体做法是将由al、cu、fe、n i、mn、s i、cr、b和mo九种元素组成的合金粉料，通过激光熔覆的方式做成cu的表面涂层。使用的并非廉价材料且熔覆层厚薄，无法达到耐高温、代替部分零件进而降低成本的目的，只能作为表面涂层起到少部分作用。
7、专利cn111636061a公布了一种批量式激光熔覆生产cucr复合触头的制备方法，主要是针对电力真空开关用铜铬触头材料的激光熔覆技术，未提到铜对激光反射率高的解决方案以及生产效率问题，同时对原材料的选用条件严苛，不适用于批量化生产。
8、专利cn111455373a公布了一种高导热耐高温复合铜合金散热材料制备方法，同上未提到铜对激光反射率高的解决问题，以及激光熔覆过程高温对铜合金氧化问题的解决。
9、以上前两个专利在设计上都对目前现有的铜合金生产方式进行了工艺优化或者成本优化，但只进行了表面强化，没有整体强化，而且并未起到降低成本效果。如专利cn106498386a调成糊状进行熔覆与专利cn108315733a的使用合金粉熔覆镀层，均只改变了零件的表层状况，没有起到细化晶粒、代替部分零件的效果，也就没有节约成本；
10、后面两个专利设计到了铜合金激光熔覆工艺过程，但未提到如何解决铜合金激覆过程的激光反射率解决、生产效率以及铜合金氧化造成的导电、导热性能下降。
11、本专利是在不影响甚至优于原有产品性能、降低加工成本又不影响效率的基础上设计。本专利设计开发的铜合金复合材料，有效解决了目前存在的效率低，质量差以及难于批量化生产制备问题，并且大幅降低生产成本。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种高效激光3d打印技术制备铜合金复合材料的方法，解决了效率低，质量差以及难于批量化生产制备的问题。
2、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种高效激光3d打印技术制备铜合金复合材料的方法，包括以下步骤：
3、s1：准备材料
4、选择纯铜、铜合金板料、棒料、环形料中的任意一种作为基板铜片选择cuw、cuwc、cucr、cute、cumo中的任意一种或几种组合作为打印送粉材料；
5、s2：材料称重打磨
6、将称量好的铜粉和cuw、cuwc、cucr、cute、cumo中的任意一种或几种组合装入气氛保护球磨机中，球：料比在1:1到1:3之间，球磨时间在1—5h之间；
7、s3：基板喷涂
8、在待打印的基板表面喷涂一层黑化层，黑化层的厚度在1-10微米之间；
9、s4：打印前处理
10、对处理后的基板铜片装入激光打印设备内，进行预抽真空至10-2pa，再充气至+0.01-0.1mpa，以此反复进行三次，使打印设备中的氧含量降至50ppm以下；
11、s5：设备预热
12、在打印设备预热区内对铜基板进行预热处理至200-500℃；
13、s6：激光熔化打印
14、将预设打印路径输入打印控制系统中，采用高速激光送粉技术进行3d打印进行生产，激光发生器的激光束垂直于基板铜片表面进行扫描；扫描过程中充入高纯度氩气作为保护器和送粉气；送粉气流量为3.0-20.0l/min；扫描功率为5-15kw；激光移动的线速度为10-100cm/min；单层打印厚度为0.2-1.0mm；打印完成待工件冷却后取出；
15、s7：热处理
16、将打印好的样品进行热处理，热处理工艺为：固溶温度为800-1100℃，保温1-4h，时效温度为430-450℃，保温时间3-5小时；
17、s8：表面处理
18、热处理后的样品先进行校型处理，然后按成品零件尺寸进行表面加工处理，达到设计最终要求表面粗糙度及精度即可。
19、优选的，所述s1步骤中，打印送粉材料的颗粒大小为5-300微米之间，对粉末粒度要求低。
20、优选的，所述s1步骤中，打印送粉材料中w\wc\mo\cr
e的质量百分比为1-70wt％，铜粉的质量百分比为99-30wt％。
21、优选的，在s2步骤中，所述s3步骤中，通过黑化层可使得激光吸收率达到80％以上。
22、优选的，所述s3步骤中，黑化层为纳米碳等吸光有机涂料液。
23、优选的，所述s6步骤中，激光发生器，采用水冷反射铜镜+积分铜镜设计，让光路形成z型结构，有效地保护反射光损伤准直模块和光纤结构，在激光头周围增加反光铜镜，将铜板反射至激光头的光线再次反射至铜板，降低对铜板的损伤和能量损耗。
24、本专利技术提供了一种高效激光3d打印技术制备铜合金复合材料的方法。具备以下有益效果：
25、1、本专利技术通过以上步骤制备出来的cucr复合触头，导电率达到35％iacs以上，硬度达到机械强度达到400mp本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高效激光3D打印技术制备铜合金复合材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高效激光3D打印技术制备铜合金复合材料的方法，其特征在于：所述S1步骤中，打印送粉材料的颗粒大小为5-300微米之间，对粉末粒度要求低。
3.根据权利要求1所述的一种高效激光3D打印技术制备铜合金复合材料的方法，其特征在于：所述S1步骤中，打印送粉材料中W\WC\Mo\Cr\Te的质量百分比为1-70wt％，铜粉的质量百分比为99-30wt％。
4.根据权利要求1所述的一种高效激光3D打印技术制备铜合金复合材料的方法，其特征在于：所述S3步骤中，通过黑化层可使得激光吸收率达到80％以上。
5.根据权利要求1所述的一种高效激光3D打印技术制备铜合金复合材料的方法，其特征在于：所述S3步骤中，黑化层为纳米碳吸光有机涂料。
6.根据权利要求1所述的一种高效激光3D打印技术制备铜合金复合材料的方法，其特征在于：所述S6步骤中，激光发生器，采用水冷反射铜镜+积分铜镜设计，让光路形成Z型结构，有效地保护反射光损伤准直模块和光
...【技术特征摘要】
1.一种高效激光3d打印技术制备铜合金复合材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高效激光3d打印技术制备铜合金复合材料的方法，其特征在于：所述s1步骤中，打印送粉材料的颗粒大小为5-300微米之间，对粉末粒度要求低。
3.根据权利要求1所述的一种高效激光3d打印技术制备铜合金复合材料的方法，其特征在于：所述s1步骤中，打印送粉材料中w\wc\mo\cr\te的质量百分比为1-70wt％，铜粉的质量百分比为99-30wt％。
4.根据权利要求1所述的一种高效激光3d打印技术制备铜...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘凯，孙文，孙德朝，彭柯，张楠，孙坤，
申请(专利权)人：陕西豪特创新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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