基于增材制造技术制备铜及铜合金构件的方法.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CN111558756A(43)申请公布日2020.08.21(21)申请号202010300863.6(22)申请日2020.04.16(71)申请人西安理工大学地址710048陕西省西安市碑林区金花南路5号(72)发明人张敏张云龙李静杜明科王刚许帅(74)专利代理机构西安弘理专利事务所61214代理人燕肇琪(51)Int.Cl.B23K9/04(2006.01)B23K9/235(2006.01)B33Y10/00(2015.01)B33Y40/10(2020.01)B33Y40/20(2020.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称基于增材制造技术制备铜及铜合金构件的方法(57)摘要本发明公开的基于增材制造技术制备铜及铜合金构件的方法，具体为：步骤1：将纯铜基板进行表面的机械处理，打磨至纯铜基板表面带有金属光泽，然后将其放置盛有无水乙醇的超声震动仪中清洗，除去表面的油渍，晾干，放入箱式炉中进行预热；步骤2：将纯铜焊丝及硅青铜焊丝用无水乙醇进行擦拭干净，然后进行烘干处理；步骤3：控制机器人在纯铜基板上进行熔丝逐层堆焊，最终获得铜及铜合金的薄壁墙体结构；步骤4：将成型后的薄壁墙体结构放入真空管式炉中进行焊后热处理；步骤5：将热处理后的墙体结构进行减材，抛光铜及铜合金构件其中两侧面及上下底面。该方法解决了目前现有铜及铜合金零件制备工艺复杂的问题，提高了产品的力学性能。CN111558756ACN111558756A权利要求书1/1页1.基于增材制造技术制备铜及铜合金构件的方法，其特征在于，具体操作步骤为：步骤1：将纯铜基板进行表面的机械处理，打磨至纯铜基板表面带有金属光泽，然后将其放置盛有无水乙醇的超声震动仪中清洗，除去表面的油渍，晾干，放入箱式炉中进行预热；步骤2：将纯铜焊丝及硅青铜焊丝用无水乙醇进行擦拭干净，然后进行烘干处理；步骤3：绘制零件三维模型，通过离线软件对模型进行分层切片，利用仿真软件对切片数据进行路径规划和优化，并生成机器人代码，将代码导入焊接机器人的开源接口中，控制机器人在纯铜基板上进行熔丝逐层堆焊，最终获得铜及铜合金的薄壁墙体结构；步骤4：将成型后的薄壁墙体结构放入真空管式炉中进行焊后热处理；步骤5：将热处理后的墙体结构进行减材，抛光铜及铜合金构件其中两侧面及上下底面。2.根据权利要求1所述的基于增材制造技术制备铜及铜合金构件的方法，其特征在于，步骤1中，纯铜基板为：T2-Y紫铜。3.根据权利要求1所述的基于增材制造技术制备铜及铜合金构件的方法，其特征在于，步骤1中，超声波清洗时间为：20min～30min，预热温度为：200℃～250℃。4.根据权利要求1所述的基于增材制造技术制备铜及铜合金构件的方法，其特征在于，步骤2中，纯铜焊丝为：S201焊丝，硅青铜焊丝为：S211焊丝。5.根据权利要求1所述的基于增材制造技术制备铜及铜合金构件的方法，其特征在于，步骤2中，烘干温度为：50℃～60℃。6.根据权利要求1所述的基于增材制造技术制备铜及铜合金构件的方法，其特征在于，步骤3中，堆焊层数不少于3层，逐层堆焊过程中：第1层、第2层堆焊工艺参数为：焊接电流：260A～280A、焊接电压：25V～28V、焊接速度：0.15mm/min～0.25mm/min，第3至最终层堆焊工艺参数为：焊接电流：220A～230A、焊接电压：23V～25V、焊接速度：0.25mm/min～0.4mm/min。7.根据权利要求6所述的基于增材制造技术制备铜及铜合金构件的方法，其特征在于，步骤3中，逐层堆焊过程中：摆幅宽度：2.8mm～3.2mm、摆弧频率：4-5Hz、保护气体：体积分数为99.9％的Ar气。8.根据权利要求7所述的基于增材制造技术制备铜及铜合金构件的方法，其特征在于，步骤3中，逐层堆焊过程中：导电嘴焊丝伸出长度为：8mm～12mm；层间的冷却时间为:60S～300S，层间冷却温度为：100℃～150℃，层间的高度值为：2mm～3mm。9.根据权利要求1所述的基于增材制造技术制备铜及铜合金构件的方法，其特征在于，步骤4中，焊后热处理的具体过程为：首先将真空管式炉升温至400℃～500℃，保温1-2小时，随炉进行冷却。10.根据权利要求1所述的基于增材制造技术制备铜及铜合金构件的方法，其特征在于，步骤5中，抛光后铜及铜合金构件表面粗糙度为：Ra3.2-Ra1.8。2CN111558756A说明书1/6页基于增材制造技术制备铜及铜合金构件的方法技术领域[0001]本发明属于金属材料增材制造技术领域，具体涉及一种基于增材制造技术制备铜及铜合金构件的方法。背景技术[0002]自然界中，铜及铜合金具有大多数金属所不具备的特性，如：优良的低温