一种增材制造用铜包覆钨球形复合粉末的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113523295A(43)申请公布日2021.10.22(21)申请号202110810454.5(22)申请日2021.07.20(71)申请人天津大学地址300000天津市南开区卫津路92号(72)发明人马宗青胡章平刘永长(74)专利代理机构天津睿勤专利代理事务所(普通合伙)12225代理人孟福成(51)Int.Cl.B22F9/22(2006.01)B22F9/04(2006.01)B22F1/02(2006.01)B33Y70/00(2020.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种增材制造用铜包覆钨球形复合粉末的制备方法(57)摘要本发明提供了一种增材制造用铜包覆钨球形复合粉末的制备方法，包括以下步骤：(1)将可溶硝酸铜类粉末溶于无水乙醇或去离子水中，用机械搅拌和超声处理使其充分溶解；然后加入球形钨粉末，再次用机械搅拌和超声处理使球形钨粉末完全润湿；(2)将固液混合物置于干燥箱中，完全干燥后得到复合粉末；(3)将复合粉末置于管式炉中，还原性气氛高温煅烧；冷却至室温，得到铜包覆钨球形复合粉末；(4)将铜包覆钨球形复合粉末从管式炉中取出，研磨至无块状颗粒。本发明能够使不同配比的铜完整且均匀地包覆在金属颗粒表面，在制备方法过程中保持了金属粉末的球形度，从而保证了复合金属粉末的流动性，为后续金属增材制造打下了良好的基础。CN113523295ACN113523295A权利要求书1/1页1.一种增材制造用铜包覆钨球形复合粉末的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将可溶硝酸铜类粉末溶于无水乙醇或去离子水中，用机械搅拌和超声处理使其充分溶解；然后加入球形钨粉末，再次用机械搅拌和超声处理使球形钨粉末完全润湿，形成固液混合物；(2)将上述固液混合物置于干燥箱中，完全干燥后得到复合粉末；(3)将上述复合粉末置于管式炉中，升温至700‑900℃并用还原性气氛煅烧1‑10h；冷却至室温，得到铜包覆钨球形复合粉末；(4)将上述铜包覆钨球形复合粉末从管式炉中取出，研磨至无块状颗粒，得到均匀分散的铜包覆钨球形复合粉末。2.根据权利要求1所述的增材制造用铜包覆钨球形复合粉末的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中可溶硝酸铜类粉末为硝酸铜、三水硝酸铜、六水硝酸铜、九水硝酸铜中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的增材制造用铜包覆钨球形复合粉末的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中加入的可溶硝酸铜类粉末的量使得最终制得的铜包覆钨球形复合粉末中存在0.5wt.％‑90wt.％的Cu。4.根据权利要求1所述的增材制造用铜包覆钨球形复合粉末的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中机械搅拌的转速为100‑500rpm，超声处理的功率为100‑400W。5.根据权利要求1所述的增材制造用铜包覆钨球形复合粉末的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中还原性气氛为氢气。6.根据权利要求1所述的增材制造用铜包覆钨球形复合粉末的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中得到的最终粉末粒径为微米级别，其形状为球形，其结构为铜在钨颗粒表面。2CN113523295A说明书1/4页一种增材制造用铜包覆钨球形复合粉末的制备方法技术领域[0001]本发明属于粉体制备工程技术领域，特别涉及一种增材制造用铜包覆钨球形复合粉末的制备方法。背景技术[0002]金属增材制造(AM)，通常称为金属3D打印，是按照3D模型中的数字文件在激光或电子束等高能量源作用下将金属材料通过层层叠叠的方式连接起来以制造与模型中相同结构部件的技术，从而有利于实现定制生产和设计的自由。金属增材制造技术具有革命性的潜力，可以在数字工业时代中设计和构造金属零部件。[0003]W‑Cu合金由于其优异的机械性能，低热膨胀性和高导电性而被广泛用于电触点、焊接电极和散热装置(如散热器和散热片)。在大多数这些应用中，需要具有高密度和均匀微观结构的W‑Cu复合材料才能实现高性能。W‑Cu合金通常采用液态铜渗透钨骨架或W‑Cu粉末压坯的液相烧结等手段来制造。渗透是一个两步过程：首先将熔融的铜芯吸到预先烧结的钨骨架的开孔中；随后将渗透后的零件加工成最终尺寸。这种方法不能产生均匀的微观结构，并且需要大量的能量和较高的成本。而影响液相烧结件性能的主要因素包括原始复合粉末的粒径以及液相烧结温度等参数，无论是铜渗透法还是液相烧结法，对于制造具有复杂形状的致密W‑Cu零部件都具有很大的局限性和挑战性。与传统制造技术相比，增材制造具有设计自由度高、后处理复杂度低(近净成形)的优势从而能够制备复杂结构成型件。因此可以采用增材制造来制备具有复杂形状的致密W‑Cu零件能够打破传统制备手段带来的局限性。由于目前尚无可直接用于增材制造W‑Cu零件的商业原