[发明专利]一种采用球形钨粉激光3D打印制造铜钨材料的方法

权利要求书

1.一种采用球形钨粉激光3D打印制造铜钨材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）钨基复合粉末制备

按照重量百分比配料，取70-75%的球形钨粉、3-4%的氧化铁粉末、3-5%纯镍粉末、余量为粘结剂，混合均匀后得到混料，向其中加入混料重量的0.5-0.55倍的去离子水，进行超声分散，得到浆料，然后将浆料进行喷雾干燥，最后放入真空干燥箱内进行干燥处理，得到钨基复合粉末；

（2）造孔填缝

首先，向上述得到的钨基复合粉末中添加摩尔浓度为0.06-0.08mol/L的氢氧化钠溶液，进行化学腐蚀造孔，再经清洗与烘干过程，制得多孔钨基复合粉末，其次，以得到的多孔钨基复合粉末作为基体粉末，取质量比为4:1的氧化铜粉末和碳粉的混合粉作为添加粉末，然后，将基体粉末、添加粉末以及脂肪酸酯按质量比为1:0.2-0.3:3-5的比例混合制成混合浆料，并将混合浆料通过喷雾成型、干燥及筛分处理，得到3D打印混合粉，上述所添加的氢氧化钠溶液的重量占钨基复合粉末总重量百分比的3-5%；

（3）3D打印

启动铺粉式激光打印设备，抽真空至500Pa以下，并向其中充入纯度为99.99%的氩气，将需要制备的工件模型资料输入至铺粉式激光打印设备中，将上述3D打印混合粉按照从下至上的顺序逐层铺设于铺粉式激光打印设备中，且每铺一层3D打印混合粉，激光打印一层，如此反复叠加，形成钨基坯体；

（4）坯料退火

将上述钨基坯体放入真空炉中进行梯度降温退火，具体为：在退火温度为500-550℃的条件下，保温2h，空冷，随后进行二次退火处理，退火温度为450℃，保温3h，空冷，最后进行三次退火处理，退火温度为280℃，保温4h，空冷，其中，真空炉的真空度为3×10^-3-5×10^-3Pa；

（5）渗铜

将铜粉制成铜粉坯并套接在钨基坯体外放入真空炉中，以1250-1300℃烧结熔渗1-1.5h，冷却后得到铜钨材料。

2.根据权利要求1所述的一种采用球形钨粉激光3D打印制造铜钨材料的方法，其特征在于，所述步骤（1）中还添加重量百分比为3-4%的空心石墨烯复合微球。

3.根据权利要求2所述的一种采用球形钨粉激光3D打印制造铜钨材料的方法，其特征在于，所述空心石墨烯复合微球的制备过程如下：

S1：按照质量比为1:4-5的比例将石墨烯和四苯甲酸溶液混合，并超声分散15-20min，形成石墨烯混合液；

S2：向上述石墨烯混合液中添加3-5wt%的硫酸钾和2-3wt%的乙酸钴，混合搅拌1-2h，并超声30min，然后喷雾干燥得到前驱粉末；

S3：将上述前驱粉末置于管式炉中高温煅烧，并随炉冷却即得负载有氧化亚钴颗粒的空心石墨烯复合微球。

4.根据权利要求1所述的一种采用球形钨粉激光3D打印制造铜钨材料的方法，其特征在于，将步骤（1）中制备的钨基复合粉末送入球形化滚筒中，并向内部添加质量分数为0.7%的丙酮溶液，进行球形化处理，然后过筛除去粒径大于65μm和小于15μm的球形粉末，即可得到粒径均匀的球形钨基复合粉末，其中，钨基复合粉末和丙酮溶液的质量比为1:2。

5.根据权利要求1所述的一种采用球形钨粉激光3D打印制造铜钨材料的方法，其特征在于，所述步骤（1）中制备的钨基复合粉末、增强填充物以及交联剂按质量比为10:2:0.6的比例均匀混合，在10MPa压力下压制得到混料块，然后将混料块放入真空镀膜机的真空室对应的钨舟中，调节真空镀膜机中的基底与钨舟之间的距离至4cm，并抽真空至4×10^－4Pa，在200℃的条件下，对基板进行加热15min，最后沉积处理4h后冷却，即可制得外部包覆有增强填充物防护层的钨基复合粉末。

6.根据权利要求5所述的一种采用球形钨粉激光3D打印制造铜钨材料的方法，其特征在于，所述增强填充物为石英砂，所述交联剂为过氧化二异丙苯。

7.根据权利要求5所述的一种采用球形钨粉激光3D打印制造铜钨材料的方法，其特征在于，所述钨基复合粉末外部的增强填充物防护层厚度为0.4μm。