一种基于VIGA工艺制备CuCrZr球形粉的方法技术

一种基于VIGA工艺制备CuCrZr球形粉的方法，包括以下步骤：(1)根据各元素的配比及其加入方式进行熔炼，浇注完后再进行锻造，得到CuCrZr棒材坯料；(2)加工CuCrZr合金棒料；(3)将CuCrZr合金棒料放置炉内坩埚中熔化后通过电磁感应搅拌，对整套设备进行预抽真空处理，随后充入惰性保护气体；(4)通过导流管将合金熔液引入雾化舱，将合金熔液雾化破碎成大量细小液滴，液滴飞行过程中凝固成球形粉末颗粒；(5)通过粉末收集装置得到CuCrZr球形粉，待粉末完全冷却后按要求筛分并真空包装。本发明专利技术设计的CuCrZr合金球形粉末的制备方法基于满足金属增材制造的原材料要求，用VIGA工艺制备粉末，以解决航天发动机先进铜合金复杂冷却结构部件的增材制造原材料国产化制备问题。

A method of preparing CuCrZr spherical powder based on VIGA process

A method for preparing CuCrZr spherical powder based on VIGA process includes the following steps: (1) smelting according to the proportion of various elements and the way of adding them, forging after pouring to obtain CuCrZr bar blank; (2) processing CuCrZr alloy bar stock; (3) putting CuCrZr alloy bar stock in the crucible in the furnace for melting and then electromagnetic induction stirring to pre vacuumize the whole set of equipment After that, inert gas will be filled; (4) the alloy melt will be introduced into the atomization chamber through the guide pipe, and the alloy melt will be atomized and broken into a large number of small droplets, which will solidify into spherical powder particles during the flight; (5) the CuCrZr spherical powder will be obtained through the powder collection device, and it will be screened and vacuum packed after the powder is completely cooled. The preparation method of CuCrZr alloy spherical powder designed by the invention is based on meeting the raw material requirements of metal additive manufacturing and using VIGA process to prepare the powder, so as to solve the localization preparation problem of additive manufacturing raw material for advanced copper alloy complex cooling structure components of aerospace engine.

【技术实现步骤摘要】
一种基于VIGA工艺制备CuCrZr球形粉的方法
本专利技术属于金属粉末冶金领域，涉及一种适用于金属增材制造的铜合金原材料制备技术，具体地，涉及一种基于VIGA工艺制备CuCrZr球形粉的方法。
技术介绍
从事小型火箭制造与发射的美国航天初创企业Launcher测试了铜合金火箭发动机部件。这是一种3D打印铜合金(CuCrZr)发动机部件，集成了复杂冷却通道，这一设计将使发动机冷却效率得到提升。CuCrZr合金中，Cr是主要的强化元素，合金中的Cr不仅有利于阻止粗大沉淀相的形成，还可以强化基体，Zr有助于获得细化、均匀化的沉淀相粒子以增加强化效果并抑制沿晶体开裂以提高合金延性。CuCrZr合金是一种既具有高强度，又具有良好的导热导电性能的铜合金材料，该合金具有高的软化温度、高的再结晶温度、较低的制备成本，广泛应用于集成电路的引线框架、电力火车空架导线，以及连铸结晶器等要求高的导热导电环境中。国外对此铜合金增材制造用球形粉末进行了严格管控，没有对我国形成出口。金属增材制造对粉末的要求很高，比如粉体流动性好，颗粒直径和形貌合理搭配，成分要均匀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于VIGA工艺制备CuCrZr球形粉的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)根据各元素的配比及其加入方式进行熔炼，浇注完后再进行锻造，得到相对密度≥90％的CuCrZr棒材坯料：根据质量分数，CuCrZr棒材坯料中各化学成分的质量分数比为：Cr:0.7～1.2％；Zr:0.065～0.15％；Cu:余量；CuCrZr棒材坯料表面无明显的疏松、缩孔缺陷；/n(2)用锯床、车床加工成符合真空感应熔炼炉加料尺寸要求的CuCrZr合金棒料：CuCrZr合金棒料的直径不大于50mm，长度为0～600mm，表面粗糙度≤1.6μm；/n(3)将CuCrZr合金棒料放置炉内坩埚中熔化后通过电磁感...

【技术特征摘要】
1.一种基于VIGA工艺制备CuCrZr球形粉的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)根据各元素的配比及其加入方式进行熔炼，浇注完后再进行锻造，得到相对密度≥90％的CuCrZr棒材坯料：根据质量分数，CuCrZr棒材坯料中各化学成分的质量分数比为：Cr:0.7～1.2％；Zr:0.065～0.15％；Cu:余量；CuCrZr棒材坯料表面无明显的疏松、缩孔缺陷；
(2)用锯床、车床加工成符合真空感应熔炼炉加料尺寸要求的CuCrZr合金棒料：CuCrZr合金棒料的直径不大于50mm，长度为0～600mm，表面粗糙度≤1.6μm；
(3)将CuCrZr合金棒料放置炉内坩埚中熔化后通过电磁感应搅拌，对整套设备进行预抽真空处理，随后充入惰性保护气体：将CuCrZr合金棒料装入带专业防护层的石墨坩埚中，启动真空抽气系统，待到真空度达到1*10-3Pa～10*10-3Pa时，开始中频加热，对CuCrZr合金棒料进行重熔，当石墨坩埚中温度达到1000～1300℃，压力在-0.1Mpa～-0.05Mpa时，关闭真空抽气系统，充入气体混合体积比例氩气：氦气为1:9的惰性气体，并通过电磁感应搅拌，继续加热直至CuCrZr合金棒料处于完全熔化态，得到CuCrZr合金熔液；
(4)通过导流管将合金熔液引入雾化舱，将合金熔液雾化破碎成大量细小液滴，液滴飞行过程中凝固成球形粉末颗粒：通过红外测温仪器检测，待CuCrZr合金熔液过热度达到100～150℃之间，去掉坩埚底部塞子，使得CuCrZr合金熔液直接经过坩埚下方的导流嘴向下流出，注入位于雾化喷嘴之上的中间包内，CuCrZr合金熔液由中间包底部漏眼流出，在气压为2～5MPa条件下，将高压惰性气体通过喷嘴，将CuCrZr合金熔液雾化破碎成大量细小的液滴，液滴飞行过程中凝固成球形粉末颗粒，惰性气流是由体积比为2:1的氩气和氦气组成的高温干燥的混合气体，惰性气流的温度为20℃，气流流速为100～150mL/min，惰性气体与CuCrZr合金熔液的流量比为4～16:1；
(5)通过粉末收集装置得到CuCrZr球形粉，待粉末完全冷却后按要求筛分并真空包装：在低温干燥的氮气环境下进行风吹，低温温度为10～20℃，静置处理10～20min，再在超声频率为20KHz，真空度为0.04Pa条件下，处理6-10min，通过振荡，再经筛分离达到制备各种粒度的CuCrZr球形粉末，球形率达到95％-98％。


2.根据权利要求1所述的基于VIGA工艺制备CuCrZr球形粉的方法，其特征在于，所述步...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小阳，庾高峰，张航，武旭红，王文斌，马明月，吴斌，王聪利，
申请(专利权)人：陕西斯瑞新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61