[发明专利]一种Cu表面激光增材制造梯度复合材料的方法

权利要求书

1.一种Cu表面激光增材制造梯度复合材料的方法，其特征在于，梯度复合材料为VN/(Cu，Ni)梯度复合材料，所述VN/(Cu，Ni)梯度复合材料包括若干个梯度层，各梯度层均使用Cu粉末、VN以及Ni基合金粉末作为粉末原料，各层中每种粉末的配比为：VN含量按重量比从第1层的2％逐层增加，VN和Ni基合金粉的重量比的比例为1∶3-6，Cu比例相应变化；

包括以下步骤：

步骤S1、制备用于激光增材制造梯度材料的粉末原料；

步骤S2、Cu基体的表面预处理；

步骤S3、利用激光增材制造设备，通过调控粉末成分和工艺参数逐层沉积，获得梯度复合材料；

所述步骤S3中的工艺参数具体为：搭接率为40-50％，光斑直径为3mm，移动速度为1-2mm/s，第1层的激光功率为2200-2400W，后续梯度层为1800-2000W，高纯氩气运载粉末与激光束汇聚在同一处，气流量为4-6L/min，送粉量为3.5-4g/min；

所述VN为VN陶瓷粉末。

2.根据权利要求1所述的一种Cu表面激光增材制造梯度复合材料的方法，其特征在于，所述Cu粉的粒度为50-150μm，纯度为99.9％；所述VN的粒度为2-10μm，纯度为99.9％；所述Ni基合金粉粒度为50-100μm，纯度为99.9％；所述VN/(Cu，Ni)梯度复合材料至少具有3层梯度层。

3.根据权利要求1所述的一种Cu表面激光增材制造梯度复合材料的方法，其特征在于，所述步骤S1的具体制备方法是，按照各层粉末成分配比称取后，将粉末充分均匀混合，然后放入烘干箱中，在120℃下烘干1h，得到激光增材制造梯度材料的粉末原料。

4.根据权利要求1所述的一种Cu表面激光增材制造梯度复合材料的方法，其特征在于，所述步骤S1粉末原料的混合方法为各层粉末原料在行星式球磨机中进行混合。

5.根据权利要求1所述的一种Cu表面激光增材制造梯度复合材料的方法，其特征在于，所述步骤S2的具体方法为：将Cu基板打磨毛化以及涂墨黑化处理。

6.根据权利要求1所述的一种Cu表面激光增材制造梯度复合材料的方法，其特征在于，所述步骤S3中的激光增材设备包括激光器、数控平台和同步送粉装置，所述激光器为半导体光纤激光器，其波长为1.064μm。

7.根据权利要求1所述的一种Cu表面激光增材制造梯度复合材料的方法，其特征在于，所述步骤S3具体操作为：按照预先设计的梯度层顺序在Cu表面进行逐层沉积，其中激光头在单层的运动方式为搭接往复式扫描，各层的扫描路径相同，当一层制备完成后，按照梯度层设计更换送粉装置中的粉末原料，继续下一梯度层的沉积直至整个梯度材料的完成。

8.根据权利要求1所述的一种Cu表面激光增材制造梯度复合材料的方法，其特征在于，当一层梯度层沉积完成后通过数控平台调整激光头在构建方向上抬升单层梯度层厚度值，厚度值为0.8-0.9mm。