CN107755697A - 铜锌合金制件及其增材制造成型方法 - Google Patents

铜锌合金制件及其增材制造成型方法 Download PDF

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Abstract

一种铜锌合金制件及其增材制造成型方法，该方法包括以下步骤：将铜锌合金铸锭添加掺杂元素后进行熔炼，得到改性铜锌合金铸锭，掺杂元素为锡元素、硼元素及稀土元素中的至少一种；将改性铜锌合金铸锭制粉，得到改性铜锌合金粉体；将改性铜锌合金粉体采用选择性激光烧结技术进行增材制造成型，再进行退火处理，得到铜锌合金制件；其中在选择性激光烧结技术进行增材制造成型时每层填充烧结面的激光能量密度为30～250J/mm3。该方法不仅避免了激光能量密度过大导致锌元素过量挥发导致铜锌合金制件的致密性差的问题，而且保证每层烧结面完全烧结，如此成功地采用激光烧结成型了铜锌合金制件，且得到的铜锌合金制件的致密度高，抗拉强度及韧性好，成型效率高。

Description

铜锌合金制件及其增材制造成型方法
技术领域
本发明涉及合金制件成型技术领域，特别是涉及一种铜锌合金制件及其增材制造成型方法。
背景技术
铜锌合金又称黄铜，是由铜和锌所组成的合金，因其具有很好的耐磨性能和导热性，常被应用于制造阀门、水管、空调内外机连接管、散热器及饰品等制件上。例如在饰品行业所用的失蜡铸造铜合金材料中，黄铜是使用量最大的铜合金。
增材制造又称3D打印或快速成型，是一种采用陶瓷、金属或高分子等粉末为材料，通过分层制造的方式来形成物体的技术。其中，选择性激光烧结作为增材制造的一种方法，可用于制造复杂的零件而不受传统车铣抛磨等工艺的限制，制造周期短，成本低且能够最大限度地利用材料，因此其在航空航天、汽车、模具、医疗骨科植入及艺术设计等领域均有着极大的优势。
然而铜锌合金在激光熔融过程中易出现锌挥发的问题以及铜合金本身对激光吸收率低的缺陷，导致目前国内外在对铜锌合金粉末采用增材制造时无法顺利烧结成型得到铜锌合金制件，进而限制了铜锌合金制件在饰品等行业的发展和推广。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够采用激光烧结顺利成型的铜锌合金制件及其增材制造成型方法。
一种铜锌合金制件增材制造成型方法，包括以下步骤：
将铜锌合金铸锭添加掺杂元素后进行熔炼，得到改性铜锌合金铸锭，所述掺杂元素为锡元素、硼元素及稀土元素中的至少一种；
将所述改性铜锌合金铸锭制粉，得到改性铜锌合金粉体；
将所述改性铜锌合金粉体采用选择性激光烧结技术进行增材制造成型，再进行退火处理，得到铜锌合金制件，其中在选择性激光烧结技术进行增材制造成型时每层填充烧结面的激光能量密度为30～250J/mm3。
上述铜锌合金制件增材制造成型方法，将上述掺杂元素添加在锌合金铸锭中，可强化铜和锌金属两者的固溶，并对改性铜锌合金的晶粒尺寸有明显的细化作用，如此减少改性铜锌合金铸锭中单质形式存在的锌元素，进而减少了锌元素在激光烧结过程中的挥发；进一步控制每层填充烧结面在较低的激光能量密度范围30～250J/mm3进行扫描。不仅避免了激光能量密度过大导致锌元素过量挥发导致铜锌合金制件的致密性差的问题，而且保证每层烧结面完全烧结，如此成功地采用激光烧结成型了铜锌合金制件，且得到的铜锌合金制件的致密度高，抗拉强度及韧性好，成型效率高。
在其中一个实施例中，所述铜锌合金铸锭中锌元素的质量百分比不高于40wt％。
在其中一个实施例中，后一次填充烧结中激光扫描的激光束方向较前一次填充烧结中激光扫描的激光束方向偏移角度。
在其中一个实施例中，任意后一次填充烧结中激光扫描的激光束方向较前一次填充烧结中激光扫描的激光束方向偏移角度相同。
在其中一个实施例中，后一次填充烧结中激光扫描的激光束方向较前一次填充烧结中激光扫描的激光束方向偏移的角度不低于1°。
在其中一个实施例中，后一次填充烧结中激光扫描的激光束方向较前一次填充烧结中激光扫描的激光束方向偏移的角度为45°～180°。
在其中一个实施例中，每层填充烧结进行激光扫描的次数为2～3次。
在其中一个实施例中，控制单层填充烧结层的厚度为0.02～0.04mm。
在其中一个实施例中，所述锡元素的掺杂量不高于所述铜锌合金铸锭的2.0wt％，所述硼元素的掺杂量不高于所述铜锌合金铸锭的0.6wt％，每种稀土元素的掺杂量不高于所述铜锌合金铸锭的0.2wt％，多种稀土元素的总掺杂量不高于所述铜锌合金铸锭的1.2wt％。
在其中一个实施例中，所述稀土元素选自铈元素、钇元素、镧元素、镨元素、镱元素、镝元素、铒元素、钆元素、钬元素和铽元素中的至少一种。
一种铜锌合金制件，采用上述所述的铜锌合金制件增材制造成型方法制得。
附图说明
图1为实施例1中选择性激光烧结设备待打印的工件的三维电子图；
图2为实施例1得到的铜锌合金制件的实物图；
图3为实施例2中选择性激光烧结设备待打印的工件的三维电子图；
图4为实施例2得到的铜锌合金制件的实物图；
图5为实施例1得到的铜锌合金制件的金相组织图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，并给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明一实施方式的铜锌合金制件增材制造成型方法，包括以下步骤S1～S3。
步骤S1：将铜锌合金铸锭添加掺杂元素后进行熔炼，得到改性铜锌合金铸锭，掺杂元素为锡元素、硼元素及稀土元素中的至少一种。
上述掺杂元素添加在锌合金铸锭中，可强化铜和锌金属两者的固溶，并对改性铜锌合金的晶粒尺寸有明显的细化作用，如此减少改性铜锌合金铸锭中单质形式存在的锌元素，进而减少了锌元素在激光烧结过程中的挥发。
此外，锡元素和硼元素能够固溶于基体中并产生固溶强化作用，进而能够显著减少原铜锌合金铸锭中单质形式存在的锌元素。稀土元素的化学活性强，在熔炼时可以使液态铜锌合金中的氧、硫和铅等杂质反应生成化合物，以进入固体渣被除去；且稀土元素的表面活性高，添加稀土元素量可以减小界面的表面能，从而达到细化铜锌合金组织的效果，同时还提高了改性铜锌合金铸锭的抗拉强度及韧性等力学性能。
其中，铜锌合金铸锭中铜元素的质量分数为70wt％，锌的质量分数为30wt％。
在其中一个实施例中，锡元素的掺杂量不高于铜锌合金铸锭的2.0wt％。硼元素的掺杂量不高于铜锌合金铸锭的0.6wt％。每种稀土元素的掺杂量不高于铜锌合金铸锭的0.2wt％，多种稀土元素的总掺杂量不高于铜锌合金铸锭的1.2wt％。如此控制不同掺杂元素的添加量，以使得到的改性铜锌合金粉体在采用选择性激光烧结技术进行成型时可进一步减少锌元素在激光烧结过程中的挥发。
优选地，锡元素的掺杂量为铜锌合金铸锭的1.0wt％～1.5wt％。优选地，硼元素的掺杂量为铜锌合金铸锭的0.3wt％～0.5wt％。每种稀土元素的掺杂量为铜锌合金铸锭的0.08wt％～0.10wt％。优选地，稀土元素的总掺杂量不高于铜锌合金铸锭的0.6wt％。
进一步地，掺杂元素为锡元素及硼元素中的至少一种和稀土元素。如此采用锡元素及硼元素中的至少一种和稀土元素同时掺杂得到的改性铜锌合金粉体，在采用选择性激光烧结技术进行成型时可进一步减少锌元素在激光烧结过程中的挥发。
优选地，稀土元素选自铈元素、钇元素、镧元素、镨元素、镱元素、镝元素、铒元素、钆元素、钬元素和铽元素中的至少一种。
更优选地，掺杂元素为锡元素和铈元素的组合。锡元素、硼元素、铈元素和钇元素的组合，或锡元素、镱元素、镧元素和镨元素的组合。更优选地，掺杂元素为0.8wt％～1.5wt％锡、0.3wt％～0.5wt％硼、0.06wt％～0.1wt％铈及0.03wt％～0.09wt％钇。
步骤S2：将改性铜锌合金铸锭制粉，得到改性铜锌合金粉体。
步骤S2制得改性铜锌合金粉体以用于步骤S3。
在其中一个实施例中，制粉采用气雾化制粉工艺，采用气动分级得到粒径分布在不同范围的改性铜锌合金粉体。
其中一个实施例中，改性铜锌合金粉体的粒径为10～60μm，以更好地用于增材制造成型。优选地，改性铜锌合金粉体的粒径分布范围为10～35μm、15～45μm、15～53μm或20～60μm。
在其中一个实施例中，在步骤S3之前还包括对改性铜锌合金粉体的烘干步骤。具体地，改性铜锌合金粉体的烘干条件为于120℃烘干处理1～3h。
步骤S3：将改性铜锌合金粉体采用选择性激光烧结技术进行增材制造成型，再进行退火处理，得到铜锌合金制件，其中在选择性激光烧结技术进行增材制造成型时每层填充烧结面的激光能量密度为30～250J/mm3。
一方面，过低的激光能量密度会导致烧结过程中球化，改性铜锌合金粉体接受的热量不足以使其完全熔融，其次铜合金的激光反射率较高，激光能量密度不宜过低。另一方面，过高的激光能量密度会使低沸点元素锌严重挥发导致铜锌合金制件无法成型，锌元素过度挥发还会污染设备的光学镜片。因此控制每层填充烧结面在激光能量密度范围30～250J/mm3进行扫描，不仅避免了激光能量密度过大导致锌元素过量挥发导致铜锌合金制件的致密性差的问题，而且保证每层烧结面完全烧结，如此成功地采用激光烧结成型了铜锌合金制件，且得到的铜锌合金制件的致密度高，抗拉强度及韧性好，成型效率高。
其中，激光扫描的激光束方向是指扫描于填充烧结面的激光束的方向。
其中，每层填充烧结面的激光能量密度E＝P/(V*D*T)。其中P为激光填充扫描功率(Fill Laser Power)，V为激光填充扫描速率(Fill scan speed)，D为激光填充扫描线间距(Fill scan distance)，T为烧结层的厚度(Layer thickness)。
进一步地，后一次填充烧结中激光扫描的激光束方向较前一次填充烧结中激光扫描的激光束方向偏移角度。结合选择性激光烧结技术的分层成型的特点，控制相邻两层填充烧结中激光扫描的激光束方向偏移角度，这样可减小铜锌合金制件内应力的产生，避免内应力过大导致激光烧结过程中铜锌合金制件翘曲变形，进而有利于促进成型的铜锌合金制件的顺利烧结成型，并进一步提高铜锌合金制件的表面光滑度和抗拉强度。
进一步地，单层填充烧结层的厚度为0.02～0.04mm。
进一步地，任意后一次填充烧结中激光扫描的激光束方向较前一次填充烧结中激光扫描的激光束方向偏移角度相同。进一步地，任意后一次填充烧结中激光扫描的激光束方向较前一次填充烧结中激光扫描的激光束方向偏移角度的方向相同。
进一步地，后一次填充烧结中激光扫描的激光束方向较前一次填充烧结中激光扫描的激光束方向偏移的角度不低于1°。若第一次填充烧结中激光扫描的激光束方向与填充烧结面形成的角度为1°，后一次填充烧结中激光扫描的激光束方向较前一次填充烧结中激光扫描的激光束方向偏移1°，此时填充烧结中激光扫描的激光束方向与填充烧结面形成的角度为2°，保持每次偏移角度和偏移方向不变，则第1层填充烧结时激光扫描的激光束方向与第361层填充烧结激光扫描的激光束方向相同。
优选地，后一次填充烧结中激光扫描的激光束方向较前一次填充烧结中激光扫描的激光束方向偏移的角度为45°～180°。
更优选地，后一次填充烧结中激光扫描的激光束方向较前一次填充烧结中激光扫描的激光束方向偏移的角度为45°、67°、90°或180°。例如，后一次填充烧结中激光扫描的激光束方向较前一次填充烧结中激光扫描的激光束方向偏移的角度为45°时，则每4层填充烧结激光扫描的激光束方向会开始重复。
进一步地，每层填充烧结进行的激光扫描次数为2～3次。本发明在步骤S1对铜锌合金改性以减少锌元素在激光烧结过程中挥发和控制每层填充烧结面的激光能量密度为30～250J/mm3的基础上，创造性地在每层填充烧结进行多次激光扫描，改变了传统每层填充烧结仅进行一次激光扫描的模式，尽可能地避免激光烧结铜锌合金时锌元素的挥发和较低激光能量密度烧结球化的缺陷，而且相比采用传统每层填充烧结仅一次扫描的方法提高了铜锌合金对激光吸收率的问题，进而提高了铜锌合金制件的致密度和生产效率。
其中，每层填充烧结中一次激光扫描是指按照设定的扫描路径对每层填充烧结面进行一次完整的激光扫描。每层填充烧结进行2～3次激光扫描，是指按照设定的扫描路径对每层填充烧结面进行2～3次完整的激光扫描。
优选地，每层填充烧结进行的激光扫描次数为2次。
更进一步地，每层填充烧结中各次激光扫描的激光束方向相同。
具体地，步骤S2包括以下操作步骤：先将改性铜锌合金粉体置于选择性激光烧结设备的供粉缸中，然后将基板置于工作缸中并调节基板水平，设置基板的加热温度和铺粉厚度，在成型腔体中通入保护性气体，设置每层填充烧结面的激光能量密度，开启选择性激光烧结设备进行成型，激光烧结成型后连同基板取出进行退火处理，采用线切割或锯床等方式将铜锌合金制件从基板取下，得到铜锌合金制件。
具体地，保护性气体为含氧质量控制在0.5％以下的氮气或惰性气体。惰性气体优选为氦气。
进一步地，步骤S3中将改性铜锌合金粉体采用选择性激光烧结技术进行增材制造成型的基板的温度设置为80～200℃，基板上改性铜锌合金粉体的铺粉厚度不超过0.1mm。
选择性激光烧结工艺具有选材广泛的优点，如尼龙、蜡、聚碳酸脂、金属和陶瓷粉末等都可以作为烧结对象。粉床上未被烧结部分成为烧结部分的支撑结构，因而无需考虑支撑系统。具体地，步骤S2中支撑烧结功率为50～200W，支撑扫描速率500～1500mm/s。
在其中一个实施例中，退火处理的条件为于500℃～680℃下保温1～4h。
在其中一个实施例中，在步骤S3之后还可对铜锌合金制件进行抛光等工艺处理。
上述铜锌合金制件增材制造成型方法，将上述掺杂元素添加在锌合金铸锭中，可强化铜和锌金属两者的固溶，并对改性铜锌合金的晶粒尺寸有明显的细化作用，如此减少改性铜锌合金铸锭中单质形式存在的锌元素，进而减少了锌元素在激光烧结过程中的挥发；进一步控制每层填充烧结面在较低的激光能量密度范围30～250J/mm3进行扫描。不仅避免了激光能量密度过大导致锌元素过量挥发导致铜锌合金制件的致密性差的问题，而且保证每层烧结面完全烧结，如此成功地采用激光烧结成型了铜锌合金制件，且得到的铜锌合金制件的致密度高，抗拉强度及韧性好，成型效率高。
上述铜锌合金制件增材制造成型方法，克服了目前国内外在对铜锌合金粉末采用增材制造时无法烧结成型得到铜锌合金制件的问题，可制造任意复杂的工件，大大打开了在珠宝饰品行业作为母版材料的铜锌合金制件的应用前景。
本发明还提供了一实施方式的铜锌合金制件，其采用上述铜锌合金制件增材制造成型方法制得。
上述铜锌合金制件的致密度高，抗拉强度及韧性好，成型效率高；其可广泛应用于珠宝饰品行业的母版材料。
以下为具体实施例。
实施例1
将100kg铜锌合金铸锭，其中基体元素铜和锌的质量百分比分别为，铜70wt％，锌30wt％，添加1.2kg锡锭和0.08kg铈锭进行熔炼，得到改性铜锌合金铸锭。将改性铜锌合金铸锭通过气雾化制粉工艺制粉，并采用气动分级得到粒径分布范围为15～53um的改性铜锌合金粉体，置于120℃烘箱中烘干时间2h。
先将烘干的改性铜锌合金粉体置于选择性激光烧结设备的供粉缸中，然后将用酒精清洗或喷砂处理的金属基板置于工作缸中并调节金属基板水平，设置金属基板的加热温度为100℃和铺粉厚度不超过0.1mm，在成型腔体中通入纯度不低于99.9％氮气，腔体氧含量控制在0.5％以下。将图1所示各待打印的工件三维电子图放入设备电脑指定文件夹中，完成排包工作。
开启选择性激光烧结设备进行成型，开启激光扫描。其中激光填充扫描功率为220W，激光填充扫描速率为1200mm/s，激光填充扫描线间距0.08mm，烧结层的厚度为0.02mm，即每层填充烧结面的激光能量密度E＝114.5J/mm3；每层填充烧结激光扫描次数为2；任意后一次填充烧结中激光扫描的激光束方向均较前一次填充烧结中激光扫描的激光束方向沿同一方向偏移45°，支撑烧结功率和支撑扫描速率分别为120W和8000mm/s。激光烧结成型后连同金属基板取出，于650℃保温1h进行退火处理，随炉冷却，采用线切割将铜锌合金制件从金属基板取下，得到铜锌合金制件如图2所示。
实施例2
实施例2的铜锌合金制件增材制造成型方法与实施例1的操作基本相同，不同之处在于：
将100kg铜锌合金铸锭添加1.2kg锡锭、0.4kg硼单质、0.08kg铈锭和0.06kg钇锭进行熔炼，得到改性铜锌合金铸锭，其中铜锌合金中铜和锌的质量百分比分别为铜85wt％，锌15wt％。将改性铜锌合金铸锭通过气雾化制粉工艺制粉，并采用气动分级得到粒径分布范围为15～45um的改性铜锌合金粉体。将图3所示各待打印的工件三维电子图放入设备电脑指定文件夹中，完成排包工作。
激光填充扫描功率为240W，激光填充扫描速率为900mm/s，激光填充扫描线间距0.07mm，烧结层的厚度为0.02mm，即每层填充烧结面的激光能量密度E＝90.47J/mm3；每层填充烧结激光扫描次数为2；后一次填充烧结中激光扫描的激光束方向均较前一次填充烧结中激光扫描的激光束方向沿同一方向偏移90°。激光烧结成型后连同金属基板取出，于600℃保温2h进行退火处理，随炉冷却，采用线切割将铜锌合金制件从金属基板取下，得到铜锌合金制件如图4所示。
实施例3
实施例3的铜锌合金制件增材制造成型方法与实施例2的操作基本相同，不同之处在于：激光填充扫描功率为280W，其他参数均不变，对应的此时每层填充烧结面的激光能量密度E＝250J/mm3。
实施例4
实施例4的铜锌合金制件增材制造成型方法与实施例1的操作基本相同，不同之处在于：
将100kg铜锌合金铸锭添加1.2kg锡锭、0.15kg镱锭、0.15kg镧锭和0.12kg镨锭进行熔炼，得到改性铜锌合金铸锭，其中铜锌合金中铜和锌的质量百分比分别为铜80wt％，锌20wt％。将改性铜锌合金铸锭通过气雾化制粉工艺制粉，并采用气动分级得到粒径分布范围为15～45um的改性铜锌合金粉体。
激光填充扫描功率为225W，激光填充扫描速率为1000mm/s，激光填充扫描线间距0.11mm，烧结层的厚度为0.03mm，即每层填充烧结面的激光能量密度E＝75.75J/mm3；每层填充烧结激光扫描次数为3；后一次填充烧结中激光扫描的激光束方向均较前一次填充烧结中激光扫描的激光束方向沿同一方向偏移67°。激光烧结成型后连同金属基板取出，于600℃保温3h进行退火处理，随炉冷却，进行喷砂处理，采用线切割将铜锌合金制件从金属基板取下，得到铜锌合金制件。
实施例5
实施例5的铜锌合金制件增材制造成型方法与实施例4的操作基本相同，不同之处在于：激光填充扫描功率为180W，激光填充扫描速率为2000mm/s，激光填充扫描线间距0.1mm，烧结层的厚度为0.03mm，即每层填充烧结面的激光能量密度E＝30J/mm3；每层填充烧结激光扫描次数为3；后一次填充烧结中激光扫描的激光束方向均较前一次填充烧结中激光扫描的激光束方向沿同一方向偏移60°。
实施例6
实施例6的铜锌合金制件增材制造成型方法与实施例1的操作基本相同，不同之处在于：将100kg铜锌合金铸锭添加2.0kg锡锭、0.2kg镱锭和0.12kg镨锭进行熔炼，得到改性铜锌合金铸锭，其中铜锌合金中铜和锌的质量百分比分别为铜90wt％，锌10wt％。将改性铜锌合金铸锭通过气雾化制粉工艺制粉，并采用气动分级得到粒径分布范围为15～45um的改性铜锌合金粉体。激光烧结成型后连同金属基板取出，于500℃保温3h进行退火处理。
实施例7
实施例7的铜锌合金制件增材制造成型方法与实施例1的操作基本相同，不同之处在于：将100kg铜锌合金铸锭添加0.6kg硼单质、0.2kg铈元素、0.2kg钇元素、0.2kg镧元素、0.2kg铽元素、0.2kg镱锭和0.2kg镨锭进行熔炼，得到改性铜锌合金铸锭，其中铜锌合金中铜和锌的质量百分比分别为铜70wt％，锌30wt％。激光烧结成型后连同金属基板取出，于680℃保温3h进行退火处理。
实施例8～9
实施例8～9的铜锌合金制件增材制造成型方法与实施例1的操作基本相同，不同之处在于：实施例8省去了1.5kg锡锭，实施例9省去了0.1kg铈锭。
实施例10
实施例10的铜锌合金制件增材制造成型方法与实施例1的操作基本相同，不同之处在于：激光填充扫描功率为220W，激光填充扫描速率为1200mm/s，激光填充扫描线间距0.08mm，烧结层的厚度为0.02mm，即每层填充烧结面的激光能量密度E＝114.5J/mm3；每层填充烧结激光扫描次数为1。
对比例1
对比例1的铜锌合金制件增材制造成型方法与实施例1的操作基本相同，不同之处在于：直接将100kg铜锌合金铸锭通过气雾化制粉工艺制粉，得到铜锌合金粉体，而未添加掺杂元素。对比例2
对比例2的铜锌合金制件增材制造成型方法与实施例1的操作基本相同，不同之处在于：直接将100kg铜锌合金铸锭通过气雾化制粉工艺制粉，得到铜锌合金粉体，而未添加掺杂元素。激光填充扫描功率为220W，激光填充扫描速率为1200mm/s，激光填充扫描线间距0.08mm，烧结层的厚度为0.02mm，即每层填充烧结面的激光能量密度E＝114.5J/mm3；每层填充烧结激光扫描次数为1。
对比例3～4
对比例3～4的铜锌合金制件增材制造成型方法与实施例1的操作基本相同，不同之处在于：每层填充烧结面的激光能量密度E分别为25J/mm3和280J/mm3。
对比例1～4烧结过程中，锌挥发严重而无法顺利成型得到铜锌合金制件。
实施例1～10得到的铜锌合金制件的致密度高，抗拉强度和韧性好。实施例10的致密性和韧性低于实施例1～9。实施例1得到铜锌合金制件的金相组织图，如图5所示。从图5可知，实施例1得到铜锌合金制件的金相组织图，具有明显的采用选择性激光烧结技术成型特有的熔池线，且其孔隙率低，说明其致密度高。
实施例3与实施例2相比，致密度和抗拉强度略低于实施例2，分析原因是激光能量密度较大，在烧结过程锌的挥发量较实施例2中锌的挥发量多导致铜锌合金制件的致密度下降。
实施例4得到的铜锌合金制件表面质量光滑，具有良好的力学性能，采用剪钳、锉刀、电动抛光笔和布轮抛光机对其抛光后，表面无肉眼可见的砂眼和气孔。实施例5由于激光能量密度较小，在烧结过程中烧结面有轻微的球化现象，但是每层烧结时3次激光扫描后可以使未完成熔融的金属粉末受热熔融润湿铺展开，因此得到的铜锌合金制件性能优良。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种铜锌合金制件增材制造成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
将铜锌合金铸锭添加掺杂元素后进行熔炼，得到改性铜锌合金铸锭，所述掺杂元素为锡元素、硼元素及稀土元素中的至少一种；
将所述改性铜锌合金铸锭制粉，得到改性铜锌合金粉体；
将所述改性铜锌合金粉体采用选择性激光烧结技术进行增材制造成型，再进行退火处理，得到铜锌合金制件，其中在选择性激光烧结技术进行增材制造成型时每层填充烧结面的激光能量密度为30～250J/mm3。
2.如权利要求1所述的铜锌合金制件增材制造成型方法，其特征在于，所述铜锌合金铸锭中锌元素的质量百分比不高于40wt％。
3.如权利要求1所述的铜锌合金制件增材制造成型方法，其特征在于，后一次填充烧结中激光扫描的激光束方向较前一次填充烧结中激光扫描的激光束方向偏移角度。
4.如权利要求2所述的铜锌合金制件增材制造成型方法，其特征在于，任意后一次填充烧结中激光扫描的激光束方向较前一次填充烧结中激光扫描的激光束方向偏移角度相同。
5.如权利要求2所述的铜锌合金制件增材制造成型方法，其特征在于，后一次填充烧结中激光扫描的激光束方向较前一次填充烧结中激光扫描的激光束方向偏移的角度不低于1°。
6.如权利要求5所述的铜锌合金制件增材制造成型方法，其特征在于，后一次填充烧结中激光扫描的激光束方向较前一次填充烧结中激光扫描的激光束方向偏移的角度为45°～180°。
7.如权利要求1所述的铜锌合金制件增材制造成型方法，其特征在于，每层填充烧结进行激光扫描的次数为2～3次。
8.如权利要求1～7任一项所述的铜锌合金制件增材制造成型方法，其特征在于，控制单层填充烧结层的厚度为0.02～0.04mm。
9.如权利要求1～7任一项所述的铜锌合金制件增材制造成型方法，其特征在于，所述锡元素的掺杂量不高于所述铜锌合金铸锭的2.0wt％，所述硼元素的掺杂量不高于所述铜锌合金铸锭的0.6wt％，每种稀土元素的掺杂量不高于所述铜锌合金铸锭的0.2wt％，多种稀土元素的总掺杂量不高于所述铜锌合金铸锭的1.2wt％。
10.如权利要求1～7任一项所述的铜锌合金制件增材制造成型方法，其特征在于，所述稀土元素选自铈元素、钇元素、镧元素、镨元素、镱元素、镝元素、铒元素、钆元素、钬元素和铽元素中的至少一种。
11.一种铜锌合金制件，采用权利要求1～10任一项所述的铜锌合金制件增材制造成型方法制得。
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