【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于增材制造，涉及激光选区熔化成形铬锆铜合金力-电性能综合提升方法。
技术介绍
1、铬锆铜是一种具有良好的强度，导电、导热、耐磨、以及抗氧化性的铜材料，广泛用于火箭发动机推力室内壁、电机整流子等其他要求具有较好高温强度、导电、导热性的零件。激光选区熔化成形技术是一种基于离散叠加原理的增材制造技术，可用于复杂内腔零件的整体制造。采用激光选区熔化成形技术制备铬锆铜合金零件可实现火箭发动机推力室再生冷却内壁，电机整流子、散热器等复杂内腔、曲面结构的整体成形，缩短制造周期及制造成体。但是激光选区熔化成形后的铬锆铜合金强度与导电率较低，其中屈服强度一般在180-210mpa，导电率一般在30-35％iacs。不能满足产品对高强高导性能的需求。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出激光选区熔化成形铬锆铜合金力-电性能综合提升方法，通过采用成形工艺参数调控以及后续热处理工艺调控实现对激光选区熔化成形铬锆铜强度与导电性能的协同调控，满足火箭发动机推力室铜内壁、电子整流子等铬锆铜复杂型腔整体构件对强度以及导电性的需求。
2、本专利技术解决技术的方案是：
3、激光选区熔化成形铬锆铜合金力-电性能综合提升方法，包括：
4、将铬锆铜合金粉末采用激光选区熔化成形工艺制成铬锆铜构件；
5、对激光选区熔化成形后的铬锆铜构件进行粉末清理；
6、将铬锆铜构件放入热处理炉中，抽真空并填入惰性保护气体；
8、在上述的激光选区熔化成形铬锆铜合金力-电性能综合提升方法，所述铬锆铜合金粉末的化学成分包括：
9、cr：0.2-0.6wt.％；
10、zr：0.03-0.18wt.％；
11、杂质元素o＜0.1wt.％；
12、fe≤0.08wt.％；
13、si≤0.1wt.％；
14、其余元素为cu；
15、铬锆铜合金粉末的粒度为15-53μm。
16、在上述的激光选区熔化成形铬锆铜合金力-电性能综合提升方法，制作铬锆铜构件时，以体能量密度e作为衡量铬锆铜构件致密度的参数，当体能量密度e在300-460j/mm3时，判断铬锆铜构件的致密度达到99.9％以上，制作的铬锆铜构件合格。
17、在上述的激光选区熔化成形铬锆铜合金力-电性能综合提升方法，体能量密度e的计算公式为：
18、
19、式中，p为激光功率；
20、h为扫描线间距；
21、v为扫描速度；
22、t为层厚。
23、在上述的激光选区熔化成形铬锆铜合金力-电性能综合提升方法，激光功率p的范围为400-800w；扫描线间距h的范围为0.08-0.16mm；扫描速度v的范围为800-1500mm/s；层厚t的范围为30-80μm；制作铬锆铜构件时，通过调整上述4个参数，实现体能量密度e在300-460j/mm3范围内。
24、在上述的激光选区熔化成形铬锆铜合金力-电性能综合提升方法，对铬锆铜构件进行粉末清理时，当铬锆铜构件内部设置有内腔时，对内腔采用压缩气吹除配合高频振动工艺，保证内腔无残余粉末。
25、在上述的激光选区熔化成形铬锆铜合金力-电性能综合提升方法，抽真空后，热处理炉的压强不大于6.7×10-2pa；惰性保护气体采用氩气，氩气气体浓度不低于99.99％；热处理炉的有效加热区温差不大于±5℃。
26、在上述的激光选区熔化成形铬锆铜合金力-电性能综合提升方法，当铬锆铜构件内部不设置内腔时，热处理炉采用密封性良好的空气电阻炉。
27、在上述的激光选区熔化成形铬锆铜合金力-电性能综合提升方法，热处理炉升温速率不大于5℃/分钟；设定温度为400-550℃；保温时间为3-7小时。
28、在上述的激光选区熔化成形铬锆铜合金力-电性能综合提升方法，性能提升后，铬锆铜构件的抗拉强度大于400mpa，屈服强度大于340mpa，延伸率大于20％，室温导电率大于80％iacs；满足火箭发动机推力室铜内壁、电子整流子铬锆铜复杂型腔整体构件对强度以及导电性的需求。
29、本专利技术与现有技术相比的有益效果是：
30、(1)本专利技术通过单级热处理通过控制cr析出相的位置实现对激光选区熔化成形铬锆铜构件的力学与导电性能进行协同调控；
31、(2)与现有锻件热处理制度相比，本专利技术提出了单时效制度可实现含cr析出相的弥散分布，有利于提升力学性能；
32、(3)本专利技术调控后的铬锆铜在抗拉强度大于400mpa，屈服强度大于340mpa，延伸率大于20％的同时室温导电率大于80％iacs。
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1.激光选区熔化成形铬锆铜合金力-电性能综合提升方法，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的激光选区熔化成形铬锆铜合金力-电性能综合提升方法，其特征在于：所述铬锆铜合金粉末的化学成分包括：
3.根据权利要求1所述的激光选区熔化成形铬锆铜合金力-电性能综合提升方法，其特征在于：制作铬锆铜构件时，以体能量密度E作为衡量铬锆铜构件致密度的参数，当体能量密度E在300-460J/mm3时，判断铬锆铜构件的致密度达到99.9％以上，制作的铬锆铜构件合格。
4.根据权利要求3所述的激光选区熔化成形铬锆铜合金力-电性能综合提升方法，其特征在于：体能量密度E的计算公式为：
5.根据权利要求4所述的激光选区熔化成形铬锆铜合金力-电性能综合提升方法，其特征在于：激光功率P的范围为400-800W；扫描线间距h的范围为0.08-0.16mm；扫描速度v的范围为800-1500mm/s；层厚t的范围为30-80μm；制作铬锆铜构件时，通过调整上述4个参数，实现体能量密度E在300-460J/mm3范围内。
6.根据权利要求1所述的激光选区
7.根据权利要求1所述的激光选区熔化成形铬锆铜合金力-电性能综合提升方法，其特征在于：抽真空后，热处理炉的压强不大于6.7×10-2Pa；惰性保护气体采用氩气，氩气气体浓度不低于99.99％；热处理炉的有效加热区温差不大于±5℃。
8.根据权利要求7所述的激光选区熔化成形铬锆铜合金力-电性能综合提升方法，其特征在于：当铬锆铜构件内部不设置内腔时，热处理炉采用密封性良好的空气电阻炉。
9.根据权利要求1所述的激光选区熔化成形铬锆铜合金力-电性能综合提升方法，其特征在于：热处理炉升温速率不大于5℃/分钟；设定温度为400-550℃；保温时间为3-7小时。
10.根据权利要求1所述的激光选区熔化成形铬锆铜合金力-电性能综合提升方法，其特征在于：性能提升后，铬锆铜构件的抗拉强度大于400MPa，屈服强度大于340MPa，延伸率大于20％，室温导电率大于80％IACS；满足火箭发动机推力室铜内壁、电子整流子铬锆铜复杂型腔整体构件对强度以及导电性的需求。
...【技术特征摘要】
1.激光选区熔化成形铬锆铜合金力-电性能综合提升方法，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的激光选区熔化成形铬锆铜合金力-电性能综合提升方法，其特征在于：所述铬锆铜合金粉末的化学成分包括：
3.根据权利要求1所述的激光选区熔化成形铬锆铜合金力-电性能综合提升方法，其特征在于：制作铬锆铜构件时，以体能量密度e作为衡量铬锆铜构件致密度的参数，当体能量密度e在300-460j/mm3时，判断铬锆铜构件的致密度达到99.9％以上，制作的铬锆铜构件合格。
4.根据权利要求3所述的激光选区熔化成形铬锆铜合金力-电性能综合提升方法，其特征在于：体能量密度e的计算公式为：
5.根据权利要求4所述的激光选区熔化成形铬锆铜合金力-电性能综合提升方法，其特征在于：激光功率p的范围为400-800w；扫描线间距h的范围为0.08-0.16mm；扫描速度v的范围为800-1500mm/s；层厚t的范围为30-80μm；制作铬锆铜构件时，通过调整上述4个参数，实现体能量密度e在300-460j/mm3范围内。
6.根据权利要求1所述的激光选区熔化成形铬锆铜合金力-电性能综合提升方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：董鹏，陈帅，张京京，罗志伟，刘涵，周庆军，李权，严振宇，倪江涛，刘琦，徐坤和，李跃，侯谊飞，崔保伟，武致军，李洪飞，
申请(专利权)人：首都航天机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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