[发明专利]一种激光选区熔化成形高强高韧铜铁基偏晶合金的方法

权利要求书

1.一种激光选区熔化成形高强高韧铜铁基偏晶合金的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将铜铁基合金粉末在球磨机内混合均匀，然后放置于激光选区熔化成形机的自动铺粉器的盛粉器内，铜铁基合金粉末化学成分为：Fe 34.2wt.％，P 3.5wt.％，Ni2.2wt.％,Cr 1.5wt.％，Y₂O₃ 0.8wt.％，余量为Cu；球磨机混粉工艺参数为：球磨机转速为120转/分，球磨气氛为氦气，球磨介质为乙醇，氧化锆磨球与铜铁基合金粉质量比为20：1，氧化锆磨球直径为5mm，采用球磨60分钟然后暂停15分钟的方法球磨36小时，球磨后铜铁基合金粉末粒径为50μm；

(2)将带有支撑结构的铜铁基偏晶合金零件CAD模型分层切片，根据切片轮廓信息生成一系列激光选区熔化成形轨迹；将激光选区熔化工作室抽成真空，将表面经过除锈与喷砂处理的黄铜板加热到400℃；根据生成的成形轨迹，采用激光选区熔化的方法逐层堆积成三维实体的铜铁基偏晶合金；

制备支撑结构的工艺参数为：光纤激光器波长为1060nm，激光功率为150W，支撑结构高度为5mm，激光扫描速度为300mm/s，分层切片厚度为80μm，搭接率为50％；制备铜铁基偏晶合金零件的工艺参数为：激光功率为200W，激光扫描速度为1500mm/s，分层切片厚度为80μm，搭接率为50％，采用连续两层间激光扫描方向相互垂直的路径方式成形，直到完成铜铁基偏晶合金零件制造。

2.根据权利要求1所述的一种激光选区熔化成形高强高韧铜铁基偏晶合金的方法，其特征在于进行所述的步骤(2)时，高强高韧铜铁基偏晶合金的结构特征：物相主要由Fe₂P、Fe₃P、α-Fe与ε-Cu组成；显微组织形貌为纤维状的叠层结构，其中纤维状富铁区由Fe₂P、Fe₃P与α-Fe组成，其内还弥散分布有大量平均直径为20nm的孪晶铜颗粒；纤维状富铜区主要由ε-Cu组成；纤维状富铁区与纤维状富铜区相互层叠堆垛；获得的铜铁基偏晶合金的致密度达99.6％，抗拉强度达1.3GPa，延伸率达25％，弹性模量达140GPa，纳米硬度达3.2GPa。