[发明专利]一种利用钨粉熔丝喷射3D打印钨坯渗铜的方法

权利要求书

1.一种利用钨粉熔丝喷射3D打印钨坯渗铜的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：原料配比

将塑基材料与钨粉按体积比3:5放入搅拌装置中进行混合，搅拌速度80-120r/min，搅拌时长0.5-1h；得到混合原料，再将混合原料加入至混料机中进行进一步混合，混料机温度保持在300-325℃，形成钨基塑料丝原料；

S2：制作钨基塑料丝材

将步骤S1中得到的钨基塑料丝原料通过挤出机挤出，挤出温度在275-280℃、挤出压力保持在3.1-3.3bar，挤出钨基塑料丝直径为1-2mm，钨基塑料丝挤出后采用风冷的方式，使钨基塑料丝冷却成型，再将成型后的钨基塑料丝通过绕线机绕制成捆；

S3：3D打印

通过计算机对需要打印的钨坯进行建模，设定截面高度，通过计算机将三维模型分割成层，将每层截面信息按顺序存储在计算机中，采用塑料基座，控制喷嘴靠近基座进行逐层打印，打印时伴随风冷固化，冷风温度5-10℃，打印完成后卸下塑料基座，采用线切割技术，将基座与钨坯进行分离；

S4：高温烧结

将钨坯放置在真空烧结炉内进行烧结，炉内温度1300-2000℃；烧结时长1-2h，脱去塑基材料后，得到多孔隙钨坯；

S5：渗铜

将所述多孔隙钨坯放置在陶瓷坩埚中，再向坩埚中加入纯铜颗粒作为熔渗剂，通过最终成型材料的含铜量、多孔隙钨坯重量和熔渗剂的浸泡高度计算得出所加入纯铜颗粒的量，再将所述陶瓷坩埚放入马弗炉中进行加热，加热温度为1200-2000℃，加热时充入氢气作为保护气体，渗铜处理完成后进行冷却，得到钨铜毛坯；

S6：热处理

将钨铜毛坯整体加热至700-800℃后，保持2-3h，将温度降至300-350℃，保持0.5-1h后，对钨铜毛坯进行风冷至钨铜毛坯整体温度降至室温；

S7：机加工

对钨铜毛坯表面进行机加工，得到成品零件；

所述塑基材料的制备方法包括以下步骤：

S1-1：对木质纤维素进行氮化反应处理，得到氮化木质纤维素；

S1-2：取大豆淀粉10-15份、聚乙烯树脂1-3份、聚乳酸3-5份、聚丁二酸丁二醇酯2-4份、聚己内酯1-3份、硫醇3-5份加入到密炼机中进行密炼处理，密炼温度为150-160℃，密炼时间为20-25min得到密炼产物：

S1-3：将步骤S1-2得到的密炼产物放进陈化室进行陈化处理，得到陈化产物，取步骤S1-1中得到的氮化木质纤维素10-20份、陈化产物15-25份、甘油5-7份添加到挤出机中，挤出后造粒，即得到塑基材料。

2.如权利要求1所述的一种利用钨粉熔丝喷射3D打印钨坯渗铜的方法，其特征在于，所述步骤S1-3中的陈化温度为80-85℃，空气中相对湿度为60-65%，陈化处理时长为20-24h。

3.如权利要求1所述的一种利用钨粉熔丝喷射3D打印钨坯渗铜的方法，其特征在于，所述步骤S1中所采用的钨粉纯度为99.2%-99.6%。

4.如权利要求1所述的一种利用钨粉熔丝喷射3D打印钨坯渗铜的方法，其特征在于，步骤S5中冷却时保证多孔隙钨坯上低下高的温度梯度，进行由上而下冷却，冷却完成后去除多余熔渗剂。

5.如权利要求1所述的一种利用钨粉熔丝喷射3D打印钨坯渗铜的方法，其特征在于，步骤S3中的打印层厚为0.3-0.5mm，打印速度为30-35mm/s，喷嘴直径为0.5-0.8mm，喷嘴温度为215-225℃。

6.如权利要求1所述的一种利用钨粉熔丝喷射3D打印钨坯渗铜的方法，其特征在于，所述步骤S1中混料机内真空度为0.5-1Pa。

7.如权利要求1所述的一种利用钨粉熔丝喷射3D打印钨坯渗铜的方法，其特征在于，步骤S6中将温度降至300-350℃的过程中，降温速度为80-100℃/min。

8.如权利要求1所述的一种利用钨粉熔丝喷射3D打印钨坯渗铜的方法，其特征在于，所述步骤S5中马弗炉内充入氢气作为保护气体时，需保证炉内气压为250-300Pa。

9.如权利要求1所述的一种利用钨粉熔丝喷射3D打印钨坯渗铜的方法，其特征在于，所述S4中高温烧结时真空烧结炉内的真空度为0.2-0.5Pa。