本發(fā)明涉及一種鉬銅復合材料選擇性激光熔化成形方法，屬于激光熔化SLM成形技術領域。
背景技術：
鉬銅（Mo/Cu）合金具有高強度、易加工、高導電導熱性、耐燒蝕、高熱強性、低熱膨脹系數(shù)、無磁性等優(yōu)點，在航空航天以及武器裝備等制造業(yè)領域，如火箭、喉襯、導彈發(fā)動機噴管等高溫部件，應用前景廣闊。在鉬銅合金中添加高強度、高硬度的增強體材料，如碳纖維、SiC、石墨烯等，合金的力學性能、耐磨性能都有很大的提高。鉬熔點較高（2160℃），制備鉬銅合金比較困難。鉬銅合金成形主要有液相燒結、高壓熔滲等方法， 上述方法制備形狀復雜的精密零部件時，存在材料利用率低、成本高、周期長等問題，使其應用范圍受到限制。
激光增材制造（3D打?。┘夹g是以3D模型數(shù)據(jù)為基礎，采用層層疊加的方法來制備零件。該技術可快速而精確地制造出任意復雜形狀的零件，大大減少了加工工序，減少了加工周期。選擇性激光熔化（SLM）成形技術是3D打印技術領域最具發(fā)展?jié)摿Φ募夹g之一。其基本原理是：在計算機上設計出零件的三維模型，然后對該三維模型進行切片分層，得到各截面的二維輪廓數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)導入快速成形設備計算機中。激光束開始掃描前，鋪粉裝置首先把金屬粉末平鋪到成形缸的基板上，激光束再按當前層的填充輪廓線選區(qū)熔化成形基板上的金屬粉末。加工完當前層后，成形缸下降一個層厚的距離，粉料缸上升一定距離，鋪粉裝置在已加工好的當前層上鋪好金屬粉末，設備調(diào)入下一層輪廓的數(shù)據(jù)進行加工，如此層層加工，直到整個零件加工完畢。SLM技術可制備形狀復雜的金屬零件，同時由于高激光功率可熔化成形高熔點金屬。
因此，采用SLM成形技術可制備高熔點鉬銅復合材料，并且實現(xiàn)復雜零件的快速成形。該方法工藝簡單，可操作性強，相比傳統(tǒng)工藝，大大縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術存在的不足，提供了一種鉬銅復合材料選擇性激光熔化成形方法。該方法以鉬粉、銅粉、增強材料為成形材料，采用選擇性激光熔化設備制備結構復雜的鉬銅復合材料制品。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為：一種鉬銅復合材料選擇性激光熔化成形方法。該方法以鉬粉、銅粉、增強材料為成形材料，采用選擇性激光熔化設備制備結構復雜的鉬銅復合材料制品。一種鉬銅復合材料選擇性激光熔化成形方法具體是按照以下步驟完成的：
第一步，用三維軟件建立零件模型。
第二步，對模型進行計算機切片處理獲得模型二維截面信息。
第三步，對增強體材料預處理。
第四步，將銅粉、鉬粉、增強體材料按一定比例混合均勻，裝入成形缸。
第五步，設定成形工藝參數(shù)，如激光功率，掃描速度，鋪粉厚度等，進行選擇性激光熔化成形。
第六步，對成形的制品進行燒結。
第七步，對燒結后的制品進行熱處理。
根據(jù)上述方法，鉬銅復合材料選擇性激光熔化成形時，200-300目銅粉質(zhì)量分數(shù)79-89%，200-300目鉬粉質(zhì)量分數(shù)10-20%，石墨烯質(zhì)量分數(shù)1%。激光功率為300w。掃描速度為15000mm/min。
根據(jù)上述方法，鉬銅復合材料選擇性激光熔化成形時，200-300目銅粉質(zhì)量分數(shù)70-90%，200-300目鉬粉質(zhì)量分數(shù)5-25%，碳化硅質(zhì)量分數(shù)5%。激光功率為350w。掃描速度為10000mm/min。
根據(jù)上述方法，鉬銅復合材料選擇性激光熔化成形時，200-300目銅粉質(zhì)量分數(shù)60-80%，200-300目鉬粉質(zhì)量分數(shù)10-30%，碳化硼質(zhì)量分數(shù)10%。激光功率為400w。掃描速度為9000mm/min。
根據(jù)上述方法，選擇性激光熔化成形過程中，高純氬氣保護，氧含量低于1000ppm。
根據(jù)上述方法，選擇性激光熔化成形后的零件進行燒結，燒結工藝為：30℃/s加熱至200-500℃，保溫時間1-5h，隨后50℃/s加熱至900-1200℃，保溫時間為2-5h，隨爐冷卻至室溫。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有的有益效果是：本方法可以制備高熔點鉬銅復合材料，解決了鉬合金熔點高難以制備的難題。同時可以實現(xiàn)高熔點鉬銅復合材料任意復雜形狀零件的快速成形，解決了高熔點鉬銅復合材料難以成形的難題。
具體實施方式
實施例一
本發(fā)明一種鉬銅復合材料選擇性激光熔化成形方法，按下述步驟執(zhí)行：
第一步，根據(jù)零件需要，用UG軟件進行三維建模，零件形狀為空心錐形，底部外徑為110mm，內(nèi)徑為100mm，頂部尺寸為：內(nèi)徑40mm，外徑50mm，高度100mm。
第二步，利用Magics軟件對零件的三維模型進行切片，將零件豎直擺放，利用Magics軟件檢查成形零件表面三角面片是否正確，并用自動修復功能對零件模型三角面片進行修復。自動添加支撐，成形精度設為0.1mm。
第三步，對石墨烯材料預處理。用30%HCl對石墨烯進行超聲波清洗，清洗時間為30min，隨后對石墨烯用酒精沖洗，用酒精沖洗干凈后進行烘干。
第四步，將200目銅粉質(zhì)量分數(shù)80%， 300目鉬粉質(zhì)量分數(shù)19%，石墨烯質(zhì)量分數(shù)1%，放入真空三維混料機進行充分混合，混合時間為5h，將混好的料裝入成形缸。
第五步，設定成形工藝參數(shù)，設定基板預熱溫度為300℃，預熱時間為30min，激光功率為300w。掃描速度為15000mm/min。高純氬氣保護，氧含量低于1000ppm。鋪粉厚度為0.015mm。
第六步，對成形的制品進行燒結。燒結工藝為：30℃/s加熱至300℃，保溫時間1h，隨后50℃/s加熱至1000℃，保溫時間為2h，隨爐冷卻至室溫。
第七步，對燒結后的制品進行熱處理。熱處理溫度為600℃保溫5h，隨后水冷，隨后200℃保溫5h，并隨爐冷卻。
實施例二
本發(fā)明一種鉬銅復合材料選擇性激光熔化成形方法，按下述步驟執(zhí)行：
第一步，根據(jù)零件需要，用UG軟件進行三維建模，零件形狀為正方體，邊長為100mm。
第二步，利用Magics軟件對零件的三維模型進行切片，利用Magics軟件檢查成形零件表面三角面片是否正確，并用自動修復功能對零件模型三角面片進行修復。該零件不需添加支撐，成形精度設為0.15mm。
第三步，對碳化硅材料預處理。用30%HCl對碳化硅進行超聲波清洗，清洗時間為1h，隨后對碳化硅用酒精沖洗，用酒精沖洗干凈后進行烘干，表面氧化處理，表面氧化處理溫度為200-250℃，氧化處理時間為5h。
第四步，將300目銅粉質(zhì)量分數(shù)70%， 300目鉬粉質(zhì)量分數(shù)25%，碳化硅分數(shù)5%，放入真空三維混料機進行充分混合，混合時間為5h，將混好的料裝入成形缸。
第五步，設定成形工藝參數(shù)，設定基板預熱溫度為250℃，預熱時間為30min。激光功率為350w。掃描速度為10000mm/min。高純氬氣保護，氧含量低于1000ppm。鋪粉厚度為0.015mm。
第六步，對成形的制品進行燒結。燒結工藝為：30℃/s加熱至400℃，保溫時間2h，隨后50℃/s加熱至1100℃，保溫時間為3h，隨爐冷卻至室溫。
第七步，對燒結后的制品進行熱處理。熱處理溫度為450℃保溫3h，隨后水冷，隨后350℃保溫5h，并隨爐冷卻。
實施例三
本發(fā)明一種鉬銅復合材料選擇性激光熔化成形方法，按下述步驟執(zhí)行：
第一步，根據(jù)零件需要，用UG軟件進行三維建模，零件形狀為球形，直徑為100mm。
第二步，利用Magics軟件對零件的三維模型進行切片，利用Magics軟件檢查成形零件表面三角面片是否正確，并用自動修復功能對零件模型三角面片進行修復。自動添加支撐，成形精度設為0.15mm。
第三步，對碳化硼材料預處理。用10-20%HCl對碳化硼進行超聲波清洗，清洗時間為1h，隨后對碳化硼用酒精沖洗，用酒精沖洗干凈后進行烘干，表面氧化處理，表面氧化處理溫度為350℃，氧化處理時間為2h。
第四步，將300目銅粉質(zhì)量分數(shù)70%， 300目鉬粉質(zhì)量分數(shù)20%，碳化硼分數(shù)10%，放入真空三維混料機進行充分混合，混合時間為3h，將混好的裝入成形缸。
第五步，設定成形工藝參數(shù)，設定基板預熱溫度為200℃，預熱時間為30min，激光功率為400w。掃描速度為9000mm/min。高純氬氣保護，氧含量低于1000ppm。鋪粉厚度為0.015mm。
第六步，對成形的制品進行燒結。燒結工藝為：30℃/s加熱至350-400℃，保溫時間2h，隨后50℃/s加熱至1000-1100℃，保溫時間為2h，隨爐冷卻至室溫。
第七步，對燒結后的制品進行熱處理。熱處理溫度為500-600℃保溫3h，隨后水冷，隨后200-300℃保溫5h，并隨爐冷卻。
上面結合實施例對本發(fā)明作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。