一种梯度钨铜复合材料及其制备方法与流程

文档序号:12149244阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种梯度钨铜复合材料,其特征在于,包括采用电子束选区熔化成型法制成的钨骨架(1)和采用熔渗法制成的铜填充相(2),所述钨骨架(1)沿其高度方向呈多层设置,每层钨骨架(1)均为网状多孔结构,所述铜填充相(2)填充于各层钨骨架(1)的孔隙间且铜填充相(2)的体积百分含量逐层增加或逐层减小。

2.根据权利要求1所述的一种梯度钨铜复合材料,其特征在于,所述钨骨架(1)的层数为四层,各层钨骨架(1)的孔隙率从下到上依次为10%、20%、30%和40%,填充于各层钨骨架(1)孔隙间的铜填充相(2)的体积百分含量从下到上依次为10%、20%、30%和40%。

3.根据权利要求1所述的一种梯度钨铜复合材料,其特征在于,所述钨骨架(1)的层数为四层,各层钨骨架(1)的孔隙率从下到上依次为15%、20%、25%和30%,填充于各层钨骨架(1)孔隙间的铜填充相(2)的体积百分含量从下到上依次为15%、20%、25%和30%。

4.一种制备如权利要求1、2或3所述梯度钨铜复合材料的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

步骤一、采用电子束选区熔化成型的方法制备钨骨架(1),具体过程为:

步骤101、利用三维建模软件建立钨骨架(1)的三维实体模型;

步骤102、利用切层软件对步骤101中建立的钨骨架(1)的三维实体模型进行切片离散化处理,得到各层切片的截面数据,然后将各层切片的截面数据作为电子束扫描路径导入电子束选区熔化成型机中,之后在电子束选区熔化成型机上设定加工参数,所述加工参数包括金属粉末层厚、熔化电流和电子束扫描速率;

步骤103、将金属粉末加入到步骤102中设定加工参数后的电子束选区熔化成型机中,抽真空至真空度不大于1×10-1Pa后充入惰性气体,然后采用电子束对电子束选区熔化成型机中的底板进行预热直至底板的温度为800℃~1000℃;所述金属粉末为粒径不大于0.15mm,质量纯度不小于99.9%的钨粉;

步骤104、将金属粉末平铺在步骤103中预热后的底板上,然后采用电子束对平铺在底板上的金属粉末进行预热;

步骤105、采用电子束按照步骤102中所述电子束扫描路径对步骤四中预热后的金属粉末进行选区熔化扫描,形成单层实体片层;

步骤106、重复步骤104中所述的平铺金属粉末并进行预热的加工工艺以及步骤105中所述的对预热后的金属粉末进行选取熔化扫描形成单层实体片层的加工工艺,直至各层实体片层均制备完成,得到钨骨架电子束选区熔化成型件;

步骤107、采用压力为0.8MPa~0.9MPa的压缩空气除去步骤106中所述钨骨架电子束选区熔化成型件中的粉末,清洗干净后烘干,得到钨骨架(1);

步骤二、将步骤107中所述钨骨架(1)浸没于铜的熔融液中进行熔渗处理,使铜填充于钨骨架(1)的孔隙间形成铜填充相(2),最终得到梯度钨铜复合材料。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤101中所述三维建模软件为Pro/Engineer软件、Solidworks软件或Unigraphic软件。

6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤102中所述金属粉末层厚为50μm~70μm,所述熔化电流为20mA~40mA,所述电子束扫描速率为0.5×103mm/s~2.0×103mm/s。

7.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤102中所述切层软件为Build Assembler软件。

8.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤104中平铺在底板上的金属粉末的预热温度为800℃~1000℃。

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