[发明专利]一种冷喷涂固态增材制造纳米结构铜基双金属复合材料的方法

权利要求书

1.一种冷喷涂固态增材制造纳米结构铜基双金属复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，将Cu粉和与Cu组成互不固溶体系的金属粉末进行配比后，在惰性气体保护下通过机械合金化处理，制得合金粉末；

所述与Cu组成互不固溶体系的金属粉末选自Cu-Ta、Cu-W和Cu-Nb中的一种或几种；Cu粉与Cu组成互不固溶体系的金属粉末的体积比为1：(0.25～4)，合金粉末粒度介于10～50μm之间，球形度好，合金粉末内部异质金属交替均匀分布，每种金属尺寸介于5～100nm之间，金属相为晶态或非晶；

步骤二，采用冷喷涂工艺，以步骤一制得的合金粉末为喷涂原料，喷涂制备具有复杂内部结构和形状的零部件；

步骤三，对预制态的具有复杂内部结构和形状的零部件进行真空下的热处理，温度在200℃～600℃之间，处理2小时，使沉积体内存在的非晶相晶化，消除沉积体内的残余应力，制得纳米结构铜基双金属复合材料。

2.根据权利要求1所述的冷喷涂固态增材制造纳米结构铜基双金属复合材料的方法，其特征在于，步骤一中，Cu粉以及与Cu组成互不固溶体系的金属粉末的形貌均为球形或不规则，粒度范围为0.05～80μm，纯度≥99.90％。

3.根据权利要求1所述的冷喷涂固态增材制造纳米结构铜基双金属复合材料的方法，其特征在于，步骤一中，机械合金化处理是采用球磨处理，球磨条件为：150～300r/min，球料比为(10～20)：1，时间为16～48h；磨球大小为6mm、8mm和10mm中的一种或几种；惰性保护气体为氩气或氮气。

4.根据权利要求1所述的冷喷涂固态增材制造纳米结构铜基双金属复合材料的方法，其特征在于，步骤二中，冷喷涂使用的加速气体为氮气或氦气，气体温度300～700℃，气体压力2.0～5.0MPa，喷涂距离15～30mm，送粉速率20～150g/min。

5.根据权利要求1所述的冷喷涂固态增材制造纳米结构铜基双金属复合材料的方法，其特征在于，步骤二中，能够通过调整喷枪的姿态和设计行进路径，制备出具有目标尺寸构型的零部件。

6.根据权利要求1所述的冷喷涂固态增材制造纳米结构铜基双金属复合材料的方法，其特征在于，步骤二中，冷喷涂态的具有复杂内部结构和形状的零部件的孔隙率0.5％，含氧量0.2％，沉积体内部异质金属交替均匀分布，每种金属尺寸介于5～100nm之间，金属相为晶态或非晶。

7.根据权利要求1所述的冷喷涂固态增材制造纳米结构铜基双金属复合材料的方法，其特征在于，步骤三中，热处理后沉积体中的非晶相发生晶化，塑性得到改善，沉积体内部金属相的尺寸不发生长大。