一种3D打印铜铝复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种3D打印铜铝复合材料及其制备方法，所述制备方法包括：将含铜粉末置于3D打印设备内，铺粉后进行激光选区熔化成形，层层加工得到含铜基体部分；将含铜基体部分的加工面上铺设含铝粉末，再次进行激光选区熔化成形，加工所得成形件进行退火处理，得到3D打印铜铝复合材料。本发明专利技术通过采用激光选区熔化的方法在含铜组件基础上复合含铝组件，以形成铜铝复合材料，既能充分利用铜、铝金属的特性，同时避免传统复合界面处脆性相的生成，提高复合材料的性能，使所得复合材料具有质量轻、强度高、结构致密以及导电、导热性能优异的特点；所述方法操作简便，控制精度高，尤其适合复杂结构件的制备，能耗及成本较低。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印铜铝复合材料及其制备方法
本专利技术属于金属材料
，涉及一种3D打印铜铝复合材料及其制备方法。
技术介绍
铜作为一种应用广泛的金属元素，其合金因具有良好的导热性、导电性，较强的耐腐蚀性以及良好的加工性能，在电子电气工业中常被用来制作电机、变压器、电子元器件，在轻工业生产中主要用作热交换器、散热器等。铝作为另一种应用广泛的金属元素，铝合金具有较低的密度、较高的强度和耐腐蚀性等一系列优良特性，在军工、航空航天、汽车、机械制造等领域已经被广泛的应用且具有很好的发展前景；且铝资源较丰富，在成本方面有很大的优势，因此在能满足使用性能要求的前提下，以铝代铜成为导电、导热元器件的发展趋势。由于铝合金在导电、导热性能上仍次于铜合金，因而常规的以铝代铜并非由铝完全替代铜，而是在铜部件的一部分用铝来代替，其连接方法有机械螺钉连接、焊接方法连接、熔铸方法连接等，其中，采用螺钉连接，方便拆装，但是机械连接会降低导电、导热性能，接头处存在缝隙容易形成腐蚀环境；焊接方法和熔铸方法均可达到冶金结合，但容易在界面处形成CuAl、Al2Cu等脆性共晶相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D打印铜铝复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：/n(1)将含铜粉末置于3D打印设备内，铺粉后进行激光选区熔化成形，层层加工得到含铜基体部分；/n(2)将步骤(1)得到的含铜基体部分的加工面上铺设含铝粉末，再次进行激光选区熔化成形，加工所得成形件进行退火处理，得到3D打印铜铝复合材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种3D打印铜铝复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将含铜粉末置于3D打印设备内，铺粉后进行激光选区熔化成形，层层加工得到含铜基体部分；
(2)将步骤(1)得到的含铜基体部分的加工面上铺设含铝粉末，再次进行激光选区熔化成形，加工所得成形件进行退火处理，得到3D打印铜铝复合材料。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述含铜粉末的材料包括铜或铜合金；
优选地，所述铜合金包括铜铬锆合金、铜铬合金或铜锆合金中任意一种；
优选地，步骤(1)所述含铜粉末的粒径为15～53μm。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述含铜粉末均匀铺设在3D打印设备的加工平台上；
优选地，步骤(1)所述铺粉的厚度为30～50μm；
优选地，步骤(1)所述3D打印设备的基板预热温度为80～150℃。


4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述激光选区熔化的激光功率为300～370W；
优选地，步骤(1)所述激光选区熔化的激光扫描速度为400～700mm/s；
优选地，步骤(1)所述激光选区熔化的光斑直径为80～120μm；
优选地，步骤(1)所述激光选区熔化过程中设备内通入保护性气体，控制氧含量在1000ppm以下；
优选地，所述保护性气体包括惰性气体和/或氮气；
优选地，步骤(1)所述含铜基体成形后，取出清理粉末，再进行步骤(2)的操作。


5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述含铝粉末的材料包括铝或铝合金；
优选地，所述铝合金包括铝硅合金；
优选地，步骤(2)所述含铝粉末的粒径为15～53μm。


6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述含铜基体部分的加工面为平整面；
优选地，步骤(2)所述含铝粉末的铺粉厚度为30～50μm；
优选地，步骤(2)所述3D打印设备的基板预热温度为80～150℃。

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志茹，计霞，汪承杰，高桦，周耀，刘慧渊，沈于蓝，肖静宇，许停停，
申请(专利权)人：飞而康快速制造科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32