本发明属于金属3d打印,具体涉及一种提升铜粉近红外波长吸收率的表面处理方法。
背景技术:
1、工业上使用的大功率光纤激光器的激光波长在1064nm-1100nm这个区间,属于近红外波段。铜在这个波段吸收率较低,反射率较高。因此在使用激光粉末床或者定向能量沉积3d金属打印铜粉时,会出现激光照射在粉末表面反射回激光器内,导致激光器以及振镜损伤。
2、为了降低铜粉的反射率,目前的一类方法是对铜粉表面进行处理,主要是通过在铜表面覆盖一层对近红外波段的材料,即表面发黑技术。目前主要技术有化学腐蚀法、热喷涂法和直接喷漆法。
3、化学溶液腐蚀法主要利用化学溶液与金属发生反应,生成具有黑色的物质覆盖在金属表面。
4、直接喷漆法是在表面喷涂吸光材料目,如黑色油漆。但是该黑色油漆一般是由有机物组成,在400℃以上就开始分解、退色。在真空放气严重,大约会放出其自身重量10%的气体,放出的气体会污染粉末,并且某些气体中有些具有强烈的腐蚀性,容易腐蚀打印机部件。
5、热喷涂的材料一般为具有大量氧缺陷的氧化钛,利用热源将氧化钛加热至熔化或半熔化状态,并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的铜基体表面形成涂层。
6、以上技术都存在一个很大问题,就是会在铜表面引入另外一种化合物,并且难以分离,导致在3d打印时化合物作为杂质进入打印零件内部,导致零件性能降低。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种提升铜粉近红外波长吸收率的表面处理方法,通过在铜表面产生铜化合物吸光材料,该材料在近红外波段有较高的吸收率,能够匹配激光器的波长,同时该类材料能在激光加热下分解为单质铜和气体,减少了化合物污染零件的问题,从而解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
3、一种提升铜粉近红外波长吸收率的表面处理方法,包括以下步骤:
4、s1、选择铜的硫酸根化合物作为铜粉表面吸光材料;
5、s2、将覆盖吸光材料的铜粉与cu2s粉末混合。
6、优选的,所述步骤s1中,铜的硫酸根化合物为cuso4·5h2o水合硫酸铜或碱式硫酸铜cu2(oh)2so4。
7、优选的,所述步骤s2中,采用蒸发沉积的方法将吸光材料的铜粉沉积在纯铜粉末表面。
8、优选的,蒸发沉积的方法如下:
9、s3、将cuso4·5h2o或cu2(oh)2so4粉末被放置在加热腔室内,
10、s4、将铜粉被放置到温度较低的冷却腔室内,加热腔室与冷却腔室通过通道连接;
11、s5、将加热腔室加热到cuso4·5h2o或cu2(oh)2so4这两种化合物的沸点以上,使气态的吸光材料通过通道运动到温度较低的冷却室,然后冷却并沉积在铜粉表面;
12、s6、在铜粉中加入cu2s粉末,通过混粉得到cu2s与表面覆盖cuso4·5h2o或cu2(oh)2so4的铜粉的混合物。
13、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
14、本发明通过在铜表面产生铜化合物吸光材料,该材料在近红外波段有较高的吸收率,能够匹配激光器的波长;同时该类材料能在激光加热下分解为单质铜和气体,减少了化合物污染零件的问题。
1.一种提升铜粉近红外波长吸收率的表面处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种提升铜粉近红外波长吸收率的表面处理方法,其特征在于:所述步骤s1中,铜的硫酸根化合物为cuso4·5h2o水合硫酸铜或碱式硫酸铜cu2(oh)2so4。
3.根据权利要求2所述的一种提升铜粉近红外波长吸收率的表面处理方法,其特征在于:所述步骤s2中,采用蒸发沉积的方法将吸光材料的铜粉沉积在纯铜粉末表面。
4.根据权利要求3所述的一种提升铜粉近红外波长吸收率的表面处理方法,其特征在于:蒸发沉积的方法如下:
