激光原位制备任意形状铜基形状记忆合金的方法及产品技术

本发明专利技术属于铜基形状记忆合金制备领域，并具体公开了激光原位制备任意形状铜基形状记忆合金的方法及产品，其将铜基形状记忆合金中各元素的块体按预设的质量比混合后进行真空熔炼得到铸锭，然后以气雾法将铸锭制成平均粒径为20～50μm的粉末，或者在粉末中加入粒径为纳米级的增强相并机械混合以制备复合粉末；在氧含量小于0.1％的惰性气体保护环境下，以粉末或复合粉末为粉末原料利用激光选区熔化增材制造技术制备所需形状的铜基形状记忆合金。本发明专利技术具有周期短、成本低、柔性化程度高、冷却速率快的特点，能合成任意形状、成分可调、无偏析和杂质且机械性能和记忆性能优良的铜基形状记忆合金。

Method and products of laser in-situ preparation of arbitrary shape copper-based shape memory alloys

The invention belongs to the field of preparation of copper-based shape memory alloys, and specifically discloses the method and products of laser in-situ preparation of arbitrary shape copper-based shape memory alloys. The bulk of each element in the copper-based shape memory alloys is mixed according to the preset mass ratio, then the ingots are vacuum melted to obtain the ingots, and then the ingots are made into powders with an average particle size of 20-50 microns by aerosol method, or in the powders. The composite powders were prepared by adding nano-sized reinforcement phase and mechanical mixing, and copper-based shape memory alloys were fabricated by laser selective melting augmentation technology with powders or composite powders as powder materials under inert gas protection with oxygen content less than 0.1%. The invention has the characteristics of short cycle, low cost, high flexibility and fast cooling rate, and can synthesize copper-based shape memory alloys with arbitrary shape, adjustable composition, no segregation and impurities, and excellent mechanical and memory properties.

【技术实现步骤摘要】
激光原位制备任意形状铜基形状记忆合金的方法及产品
本专利技术属于铜基形状记忆合金制备领域，更具体地，涉及激光原位制备任意形状铜基形状记忆合金的方法及产品。
技术介绍
铜基形状记忆合金由于其良好的超弹性、双向记忆性能、高阻尼性以及廉价性等，被广泛的应用于民用、工业、军事、航空航天及机械制造等领域。尤其是其较高的相变温度，使得铜基形状记忆合金作为高温应用(如热致动器，热传感器)的优选材料，同时其相变温度对组成的变化敏感，因此可以通过调整合金中元素的比例来满足不同应用环境中的各种温度要求，其良好的可加工性为复杂形状零件的制造提供可行性。由于铜基形状记忆合金本身的脆性在加工过程中容易引起晶间开裂，其制备工艺以及零件加工备受关注。目前铜基形状记忆合金的制备方法有两种，一种是熔铸法，其是将铜基形状记忆合金中各元素的块体材料，按质量比在真空环境下采用电弧、感应、电子束以及等离子体熔炼制锭，然后通过热或者冷加工的方式达到最终尺寸。但是在熔炼过程中，由于冷却速度较慢，元素的熔点以及比重差别，导致铸锭会发生偏析，冷却速率较慢还会导致脆性的γ2相析出，降低材料的力学性能。同时铜基形状记忆合金在热机械加工时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光原位制备任意形状铜基形状记忆合金的方法，其特征在于，包括如下骤：(1)将铜基形状记忆合金中各元素的块体按预设的质量比混合后进行真空熔炼得到铸锭，然后以气雾法将铸锭制成平均粒径为20～50μm的粉末，或者在粉末中加入粒径为纳米级的增强相并机械混合以制备复合粉末；(2)在氧含量小于0.1％的惰性气体保护环境下，以步骤(1)制备的粉末或复合粉末为粉末原料利用激光选区熔化增材制造技术制备所需形状的铜基形状记忆合金。

【技术特征摘要】
1.一种激光原位制备任意形状铜基形状记忆合金的方法，其特征在于，包括如下骤：(1)将铜基形状记忆合金中各元素的块体按预设的质量比混合后进行真空熔炼得到铸锭，然后以气雾法将铸锭制成平均粒径为20～50μm的粉末，或者在粉末中加入粒径为纳米级的增强相并机械混合以制备复合粉末；(2)在氧含量小于0.1％的惰性气体保护环境下，以步骤(1)制备的粉末或复合粉末为粉末原料利用激光选区熔化增材制造技术制备所需形状的铜基形状记忆合金。2.如权利要求1所述的激光原位制备任意形状铜基形状记忆合金的方法，其特征在于，步骤(2)具体包括如下子步骤：(2.1)在成形基板上铺设一层厚度大于粉末平均粒径的粉末原料，激光能量源按照预设的扫描路径对粉末原料进行激光扫描成形，粉末原料各成分的原子键在激光的作用下得到破坏，原子键被破坏的各成分在激光熔池内原位发生熔化反应生成铜基形状记忆合金；(2.2)当一层铜基形状记忆合金成形好后，将基板下降一个铺粉层厚，再在已成形的铜基形状记忆合金层上重新铺设一层厚度大于粉末平均粒径的粉末原料，激光器能量源按照预设的扫描路径对重新铺好的粉末原料进行激光扫描成形，以再次成形一层铜基形状记忆合金。(2.3)重复步骤(2.2)，直至完成整个铜基形状记忆合金的原位合成加工，最后将...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏青松，田健，朱文志，党明珠，文世峰，刘洁，史玉升，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42