[发明专利]用于制造以高熔点金属材料为基材的零件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造方法，特别涉及一种用于制造以高熔点金属材料为基材的零件的方法。这里高熔点金属材料的熔点通常高于2500摄氏度，例如钼、钨、钽或它们的合金材料。

背景技术

目前，激光快速成型加工设备越来越广泛的应用在制造立体产品或模型上，例如制造医疗成像设备(如CT扫描仪)上所使用的二维准直器(2D collimator)。例如，采用一束紫外激光执行选择性的粉末激光烧结（或熔化）来进行快速成型加工。其中，烧结是一种采用激光加热将一种粉末状材料的温度提高到其软化点的方法，由此造成在加热区域中的粉末微粒熔合在一起形成需要的结构。

但是，若烧结的粉末状材料的熔点非常高的时候，例如钨的熔点大约为3410摄氏度，如果激光的功率有限时，应用激光烧结可能在烧结过程中就无法完全软化钨粉末。即使激光的功率足够大，烧结后产品的品质也可能达不到要求，并且还大大提高了能源的消耗，提高了成本。

另一种解决的方法是在高熔点金属材料中加入熔点较低的粘结剂（binder），如非金属粘结剂尼龙和硅酸盐、金属粘结剂铁和镍等。从而在激光烧结过程中大大提高高熔点金属材料的成型能力。例如，制造二维准直器可应用钨加入镍的混合粉末来完成激光烧结加工。但是，当镍在混合粉末中的含量偏低时（例如体积比小于50vol%）时，该混合粉末仍然具有较差的成型能力；而当镍在混合粉末中的含量偏高时（例如体积比大于50vol%）时，尽管成型能力大大提高了，但加工出来的产品的品质可能无法达到要求，例如二维准直器的光吸收能力大大降低了，不符合品质要求。因此，单一使用激光烧结技术无法满足制作高熔点金属材料为基材的零件（如二维准直器）的要求。

所以，需要提供一种新的用于制造以高熔点金属材料为基材的零件的方法来解决上述问题。

发明内容

现在归纳本发明的一个或多个方面以便于本发明的基本理解，其中该归纳并不是本发明的扩展性纵览，且并非旨在标识本发明的某些要素，也并非旨在划出其范围。相反，该归纳的主要目的是在下文呈现更详细的描述之前用简化形式呈现本发明的一些概念。

本发明的一个方面在于提供一种用于制造以高熔点金属材料为基材的零件的方法。该方法包括：

提供单一的高熔点金属材料加工粉末；

激光烧结该加工粉末，以获得一第一半成品零件；

对该第一半成品零件进行渗透处理，以获得一第二半成品零件；及

对该第二半成品零件进行加热加压处理，并且控制加热的温度至该第二半成品的再结晶温度。

本发明的另一个方面在于提供另一种用于制造以高熔点金属材料为基材的零件的方法。该方法包括：

提供高熔点金属材料与粘结剂的混合加工粉末，且高熔点金属材料在该混合加工粉末的体积比大于50vol%；

激光烧结该混合加工粉末，以获得一半成品零件；及

对该半成品零件进行加热加压处理，并且控制加热的温度至该半成品的再结晶温度。

相较于现有技术，本发明通过在激光烧结步骤之后对不符合要求的半成品零件进行上述加热加压处理或同时进行上述渗透处理，从而进一步提高了单一的高熔点金属材料加工粉末或高熔点金属材料与粘结剂混合加工粉末在经过激光烧结后所形成的半成品的机械性能等特性，进而使最终的产品零件达到了品质要求。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施方式进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1为一种激光快速成型加工设备加工零件的示意图。

图2为一种加热加压设备为经过激光烧结加工后的半成品零件提供加热加压处理的示意图。

图3为本发明用于制造以高熔点金属材料为基材的零件的方法的较佳实施方式的流程图。

图4为一种渗透设备为经过激光烧结加工后的半成品零件提供渗透处理的示意图。

图5为本发明用于制造以高熔点金属材料为基材的零件的方法的另一较佳实施方式的流程图。

图6为一种医疗成像设备对人体进行X射线扫描的简易示意图。

图7为图6中二维准直器的立体示意图。

图8为应用图3方法加工钨镍混合粉末时在不同状态下钨镍粉末颗粒的状态示意图。

图9为应用图5方法加工纯钨粉末时在不同状态下钨粉末颗粒的状态示意图。

具体实施方式