[發(fā)明專利]一種芯狀自組裝復(fù)合材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810070783.5
• 申請日: 2008-03-19
• 公開（公告）號: CN101249555A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王翠萍;劉興軍;郁炎
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號: B22D19/16
• 分類號: B22D19/16
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所
• 代理人: 馬應(yīng)森

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種芯狀自組裝復(fù)合材料，尤其是涉及一種銅基合金/不銹鋼芯狀自組裝復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著科技和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，對材料提出了更高的性能要求，因而擁有單一材料無法達(dá)到的特殊性能和綜合性能的復(fù)合材料越來越受到青睞。銅具有優(yōu)良的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能，但比較柔軟；而不銹鋼的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性均比較差，但具有良好的耐腐蝕性(1、Z.Livne?andA.Munitz：Characterization?of?explosively?bonded?iron?and?copper?plate.J.Mater.Sci.22，1495(1987)；2、A.A.Hermas，K.Ogura，and?T.Adachi：Accumulation?of?cooper?layer?on?a?surfacein?the?anodic?polarization?of?stainless-steel?containing?Cu?at?different?temperatures，Electrochim.Acta?40(7)，837(1995))。銅和不銹鋼的芯狀復(fù)合材料在電子、機(jī)械等工業(yè)具有廣泛的市場需求(3、M.Van?Cleemput，H.Jones，M.Van?Der?Burgt，J-R?Barrau，J.A.Lee，Y.Eyssa，and?H-J.Schneider-Muntau：Copper/stainless?steel?conductor?for?high?field?pulsed?magnets.Phys.B(Amsterdam)216，226(1996)；4、W.Grunberger，M.Heilmaier，and?L.Schultz：High-strength，high-nitrogen?stainless?steel-copper?composite?wires?for?conductors?in?pulsed?high-field?magnets.Mater.Lett.52，154(2002))，由于不銹鋼與Cu基合金性能上的差異，兩種材料的復(fù)合是非常困難的，一般方法是先通過機(jī)械加工的方法制備單一的管狀銅合金，然后通過鍍膜等工藝制備出芯狀的復(fù)合材料(5、M.L.Santella?and?A.B.Patterson：Wetting?of?iron?aluminide?alloys?by?Ag，Au，and?Cu.Mater.Sci.Eng.，A?258，270(1998))。但由于此制備工藝復(fù)雜，而且成本較高，其產(chǎn)業(yè)化受到很大限制。因此，尋找一種簡單而且廉價(jià)的Cu基合金/不銹鋼芯狀復(fù)合材料的制備技術(shù)是十分重要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種簡單廉價(jià)的銅基合金/不銹鋼芯狀自組裝復(fù)合材料及其制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是采用高頻熔煉爐熔化選定成分的合金，然后通過簡單的澆鑄法工藝，制備出芯狀Cu基合金/不銹鋼復(fù)合材料。同時(shí)利用液相調(diào)幅分解型合金(即合金在液相中呈現(xiàn)兩相分離)的性質(zhì)，可以有效地控制復(fù)合材料的內(nèi)外組成相的成分，從而實(shí)現(xiàn)了對復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的可調(diào)控型設(shè)計(jì)，這種復(fù)合材料在此稱作自組裝復(fù)合材料。

本發(fā)明所述的一種芯狀自組裝復(fù)合材料包括內(nèi)芯和外層，內(nèi)芯為銅基合金內(nèi)芯，外層為不銹鋼層；或內(nèi)芯為不銹鋼內(nèi)芯，外層為銅基合金層。

利用液相調(diào)幅分解型合金的性質(zhì)，可有效控制復(fù)合材料的內(nèi)外層組成相以及組成相的成分。

不銹鋼選自馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼等。按國家標(biāo)準(zhǔn)，按質(zhì)量百分比，馬氏體不銹鋼的成分為：C：0～1.00％，Cr：13％～19％，可微含Mo、Ti、Nb、V、Si、Ni等中的至少一種，余為鐵；奧氏體不銹鋼的成分為：C＜0.15％，Cr：17％～19％，Ni：8％～12％，可微含Mo、Ti、Nb、V、Si等中的至少一種，余為鐵；鐵素體不銹鋼的成分為：C＜0.12％，Cr：16％～18％，可微含Mo、Ti、Nb、V、Si、Ni等中的至少一種，余為鐵。

本發(fā)明所述的一種芯狀自組裝復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟：

1)按質(zhì)量百分比，按預(yù)先設(shè)定的芯狀自組裝復(fù)合材料的成分，稱量銅、鐵、鉻各金屬放入高頻熔煉爐熔化；

2)將熔化的合金液體澆鑄于管狀模具，冷卻至常溫后從模具中取出，即得銅基合金/不銹鋼芯狀自組裝復(fù)合材料。