一种Cr₃C₂-Cu复合材料构件的激光成形方法

摘要：

本发明涉及一种Cr₃C₂-Cu金属复合材料结构件的激光成形方法，其所选用的原料粉体配方为：石墨3.87~5.22wt.%，Cr 26.73~34.53wt.%，稀土氧化物0.48~0.65wt.%，Cu 59.6~68.9 wt.%。激光成形的粉体定量输送采用多料斗输送系统完成，多料斗输送系统主要由3个料斗、送粉螺杆、直流步进电机和3个出粉管组成。激光成形采用3管同轴激光头，通过对粉体输送系统和激光头的控制，能够实现Cr₃C₂-Cu构件的内外梯度分层结构，Cr₃C₂-Cu构件的断裂韧度可达到Cu基合金的70%以上。

专利类型：发明专利

申请/专利号：CN201510894652.9

申请日期：2015-12-08

公开/公告号：CN105478759A

公开/公告日：2016-04-13

主分类号：B22F3/105(2006.01)I

申请/专利权人:湖北工业大学

发明/设计人:娄德元;廖加劲;刘少军;吴颖;徐显金;翟中生;刘顿

主申请人地址:430068 湖北省武汉市武昌区南湖李家墩1村1号

专利代理机构:武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 42222

代理人:汪俊锋

国别省市代码:湖北;42

权利要求：

一种Cr₃C₂‑Cu复合材料构件的激光成形方法，其特征在于包括如下步骤：（1）原料配方与预处理原料配方为：石墨 3.87~5.22wt.%，Cr 26.73~34.53wt.%，稀土氧化物0.48~0.65wt.%，Cu 59.6~68.9 wt.%；原料采用粉体形式，金属Cu、Cr粉和石墨的颗粒尺寸50~200微米；将金属Cr粉和稀土氧化物粉末混合球磨0.5~5小时；（2）送粉与混料采用多料斗螺旋送粉混合系统进行送粉和及时混合，所述多料斗螺旋送粉混合系统由三个送粉器分别通过送粉管与一个共同的激光头连接组成，将Cr粉和稀土氧化物的混合粉末放入第1个料斗中，Cu粉置于第2料斗中，石墨粉置于第3个料斗中，3个送粉器同时送粉，并通过调整螺杆转速控制粉体的比例；（3）激光成形所述激光头采用3管同轴不连续喷嘴，对熔池环抱送粉，使熔池各成分均匀分布；对设计部件的数字图形分层切片，并建立激光扫描路径，在数控机床上进行激光成形；成形过程中，调节螺杆转速，使得局部生成的增强相Cr₃C₂比例成梯度连续变化，即构件外层为Cr₃C₂‑Cu复合材料，内层为金属基体材料，并最终使用的原料符合步骤（1）的比例要求。