通过选择性激光烧结产生含铜部件的方法技术

本发明专利技术公开了一种通过选择性激光烧结产生含铜部件的方法，该方法包括以下方法步骤：提供(S1)包含铜铬合金的金属粉末；通过激光辐射选择性地熔化(S2)金属粉末以产生部件；在含氧气氛中将部件加热(S3)到在900℃至1000℃之间的温度范围内的温度；去除(S4)在部件的表面上形成的氧化铬层。

Method of producing copper containing parts by selective laser sintering

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过选择性激光烧结产生含铜部件的方法本专利技术涉及通过选择性激光烧结产生含铜部件的方法。本专利技术还涉及通过根据本专利技术的方法产生的含铜部件。从现有技术中已知使用选择性激光烧结来产生含铜部件。由于铜在激光辐射的宽波长范围内具有高反射率，因此必须使用高功率激光来使含铜金属粉末熔化。在产生含铜部件之后，与诸如从实心块中铣出的部件相比，其电导率降低。为了增加电导率，从现有技术中已知在指定的时间段内将含铜部件加热到大约950℃的温度。该加热过程始终在保护气体气氛下或在真空下进行，以使部件表面上的铜材料不会被氧化。这是因为这样的氧化铜层具有降低的电导率。高电导率对于含铜的电流传导部件至关重要，例如用于导体连接端子的电流棒或用于产生磁场的感应线圈，通过该磁场感应地加热部件。这种感应线圈也称为电感器或铜电感器。因此，对于从现有技术中已知的、用于通过选择性激光烧结来产生含铜部件的方法，绝对有必要在保护气体气氛下将部件加热至指定温度，例如950℃。将电流传导部件引入保护气体气氛并随后加热是一个相对复杂的过程。因此，本专利技术的基本目的是提供一种通过激光烧结产生含铜部件的方法，与现有技术中已知的方法相比，该方法更易于实施。本专利技术的基本目的通过由具有权利要求1的特征的选择性激光烧结来产生含铜部件的方法而实现。在从属于权利要求1的权利要求中描述了该方法的有利实施方式。具体地，本专利技术的基本目的通过由选择性激光烧结产生含铜部件的方法而实现，其中，根据本专利技术的方法包括以下方法步骤：-提供包含铜铬合金的金属粉末；-通过激光辐射选择性地熔化金属粉末以产生部件；-在含氧气氛中将部件加热到在900℃至1000℃之间的温度范围内的温度；以及-去除在部件的表面上形成的氧化铬层。与纯铜相比，铜铬合金具有降低的反射率，尤其在800nm与1200nm之间的波长范围内，因此可以使用降低的激光功率来熔化金属粉末。另外，使用铜铬合金提供这样的优点：在含氧气氛存在的情况下将如此形成的部件加热到在900℃至1000℃之间的温度期间，部件的表面上的铬被氧化以形成氧化铬层。该氧化铬层可以被容易地去除。通过根据本专利技术的方法产生的含铜部件具有增加的电导率，可以使用更少的方法步骤来产生含铜部件。该方法优选地以这样的方式设计，即提供包含铜-铬-锆合金的金属粉末用于选择性熔化。这样的金属粉末在800nm至1200nm的波长范围内具有甚至进一步降低的反射率。该方法更优选地以这样的方式设计，即提供包含CuCr1Zr合金的金属粉末用于选择性熔化。CuCr1Zr合金的铬质量分数为0.5％至1.2％，优选为0.85％；锆质量分数为0.03％至0.3％，优选为0.15％；铁质量分数小于0.08％；以及硅质量分数小于0.1％；而铜形成合金的剩余质量分数，因此铜的质量分数优选为99％。CuCr1Zr合金的材料名称/编号在欧洲也称为CW106C，以及在美国也称为C18150。当使用这种金属粉末时，甚至可以使用进一步降低的激光功率来熔化金属粉末。另外，使用这样的金属粉末提供这样的优点：在含氧气氛中加热期间形成容易剥离的氧化铬层，其可以特别容易地从部件的表面被去除。该方法优选地以这样的方式设计，即该部件在存在环境空气的情况下加热到在900℃至1000℃之间的温度范围内的温度。以这种方式设计的方法提供这样的优点：在部件的加热过程中不必提供特殊的气氛。因此，具有这种设计的方法可以以更简单的方式实施。更优选地将部件加热到950℃的温度。已经发现，当将部件加热到950℃的温度时，以这种方式设计的部件具有增加的电导率。该方法更优选地以这样的方式设计，即氧化铬层的去除是通过使用固体喷射磨料的压缩空气喷射来进行的。炉渣磨料、刚玉、石榴石砂、塑料、玻璃珠、干冰和/或冷硬铸铁可用作固体喷射磨料。具有这种设计的方法可以容易地实施，并且从部件去除氧化铬层获得了优异的结果。该方法更优选地以这样的方式设计，即该方法包括以下方法步骤：-在基板上提供金属粉末；-通过激光辐射遍历部件的横截面轮廓；-向所形成的部件的横截面轮廓添加额外的金属粉末；以及-通过激光辐射重新遍历部件的横截面轮廓。本专利技术的基本目的通过由上述方法之一产生的含铜部件得以进一步实现。根据本专利技术的部件具有这样的优点：其可以通过选择性的激光烧结快速地产生，并且具有高的电导率。该部件优选地设计成电流传导部件，特别是电流棒。该部件优选地设计成感应线圈。感应线圈，也称为电感器或铜电感器，用于产生磁场，通过该磁场感应地加热金属部件。感应线圈的几何形状取决于待加热的部件的几何形状，因此可以很好地利用根据本专利技术的方法的优点来从待形成的部件中创建复杂的几何形状。另外，设计成感应线圈的部件优选是空心的。作为感应线圈的空心设计的结果，其可以被流动通过感应线圈的冷却液冷却。另外，空心感应线圈的两个端部区域优选具有封闭的设计。由于感应线圈的这种设计，在含氧气氛中将部件加热到在900℃至1000℃之间的温度范围内的温度的方法步骤期间，在空心感应线圈内部不形成氧化铬层，因此感应线圈中的空腔就不会被氧化铬层封闭，和/或随后冷却液通过感应线圈的通道不会受到阻碍。本专利技术的其他优点、细节和特征从下面说明的示例性实施方式得出。在附图中：图1示出了通过选择性激光烧结产生含铜部件的工艺流程计划。在第一方法步骤S1中提供含铜的金属粉末。用于选择性熔化的金属粉末优选地包含铜-铬-锆合金。用于选择性熔化的金属粉末更优选地包含CuCr1Zr合金。金属粉末优选地设置在基板上。随后在方法步骤S2中通过激光辐射将金属粉末熔化。在金属粉末熔化期间，通过激光辐射将其加热到至少直到金属粉末部件的表面熔化为止。在方法步骤S2中，优选地通过激光辐射遍历待产生的部件的横截面轮廓。随后将另外的金属粉末添加到已经形成的部件的横截面轮廓上，并然后通过激光辐射再次熔化，从而使熔化的金属粉末接合到已经产生的部件上。在部件已经通过选择性激光烧结被产生之后，在方法步骤S3中，在含氧气氛中将部件加热到在900℃至1000℃之间的温度范围内的温度，优选地加热至950℃的温度。优选地将环境空气或呼吸空气用作气氛。因此，在部件的加热期间不需要特殊的保护气体气氛。部件的表面上的铬被氧气氧化，以形成包围部件的氧化铬层。随后在方法步骤S4中去除形成在部件的表面上的氧化铬层。氧化铬层的去除S4，优选地通过使用固体喷射磨料的压缩空气喷射来进行。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过选择性激光烧结产生含铜部件的方法，包括以下方法步骤：/n提供(S1)包含铜铬合金的金属粉末；/n通过激光辐射选择性地熔化(S2)所述金属粉末以产生所述部件；/n在含氧气氛中将所述部件加热(S3)到在900℃与1000℃之间的温度范围内的温度；以及/n去除(S4)在所述部件的表面上形成的氧化铬层。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170630 BE 2017/54661.一种通过选择性激光烧结产生含铜部件的方法，包括以下方法步骤：
提供(S1)包含铜铬合金的金属粉末；
通过激光辐射选择性地熔化(S2)所述金属粉末以产生所述部件；
在含氧气氛中将所述部件加热(S3)到在900℃与1000℃之间的温度范围内的温度；以及
去除(S4)在所述部件的表面上形成的氧化铬层。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，提供(S1)包含铜-铬-锆合金的金属粉末用于选择性熔化。


3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，提供(S1)包含CuCr1Zr合金的金属粉末用于选择性熔化。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在存在环境空气的情况下，将所述部件加热(S3)到在900℃至1000℃之间的温度范围内的温度。


5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将所述部件加热(S3)到95...

【专利技术属性】
技术研发人员：托拜厄斯·阿尔夫，菲利普·雅各布斯，
申请(专利权)人：凤凰接触股份有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE