[發(fā)明專利]一種氧化鋁彌散強(qiáng)化銅合金的粉末冶金制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410382438.0
• 申請(qǐng)日: 2014-08-06
• 公開（公告）號(hào): CN104141061A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆志巧;陳峰;蔡一湘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東省工業(yè)技術(shù)研究院(廣州有色金屬研究院)
• 主分類號(hào): C22C1/05
• 分類號(hào): C22C1/05;C22C9/00
• 代理公司: 廣東世紀(jì)專利事務(wù)所 44216
• 代理人: 千知化

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種銅合金的制備方法，特別是一種氧化鋁彌散強(qiáng)化銅合金的粉末冶金制備方法。屬于粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

Al₂O₃彌散強(qiáng)化銅合金是一類有優(yōu)良綜合物理性能和力學(xué)性能的結(jié)構(gòu)功能材料，具有高強(qiáng)度、高導(dǎo)電性、高導(dǎo)熱性和高耐磨性等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于電力、電子、機(jī)械等工業(yè)領(lǐng)域，如用作集成電路的引線框架、大型電氣機(jī)車的架空導(dǎo)線、連鑄機(jī)結(jié)晶器內(nèi)襯和電阻焊電極等。傳統(tǒng)Al₂O₃彌散強(qiáng)化銅合金的制備工藝流程為：CuAl合金+氧源（Cu₂O）→混合→等靜壓成形→內(nèi)氧化→還原→燒結(jié)→熱擠壓→拉拔→合金。整個(gè)工藝存在流程復(fù)雜、原材料利用率低、能耗大、產(chǎn)品穩(wěn)定性差和成本高等問題。?

高速壓制技術(shù)是一種極具優(yōu)勢(shì)的粉末成形技術(shù)，兼具動(dòng)態(tài)壓制的高沖擊能量和傳統(tǒng)壓制的高效平穩(wěn)等共同特征，可實(shí)現(xiàn)冷態(tài)下粉末的高致密成形和連續(xù)化生產(chǎn)，具有成本低、壓坯密度高且分布均勻、低彈性后效和高精度等特點(diǎn)。基于高速壓制易于獲得高致密度壓坯的特性，將內(nèi)氧化工藝與高速壓制技術(shù)相結(jié)合有望開發(fā)一種短流程、低成本制備Al₂O₃彌散銅合金的新技術(shù)。

CN201310241358.9以Al₂O₃彌散強(qiáng)化銅粉為原料，通過高速壓制成形和燒結(jié)制備Al₂O₃彌散強(qiáng)化銅合金。

CN201410132722.2通過內(nèi)氧化法制備Al₂O₃彌散強(qiáng)化銅合金粉，經(jīng)過低沖擊速度下高速壓制成形、預(yù)燒結(jié)和高沖擊速度下高速復(fù)壓和高溫?zé)Y(jié)制備Al₂O₃彌散強(qiáng)化銅合金。但在這些專利中，用于高速壓制成形的原料均為內(nèi)氧化法制得的Al₂O₃彌散強(qiáng)化銅粉末。而CuAl合金粉末在內(nèi)氧化時(shí)由于放熱反應(yīng)容易發(fā)生結(jié)塊現(xiàn)象，而且結(jié)塊現(xiàn)象隨合金中Al含量的增加會(huì)變得更加嚴(yán)重。為了獲得Al₂O₃彌散強(qiáng)化銅粉末，必須將內(nèi)氧化后板結(jié)的粉料破碎、篩分及還原。此外，隨著合金中Al₂O₃含量的增加，Al₂O₃彌散強(qiáng)化銅粉末的成形性也顯著變差。對(duì)于Al₂O₃質(zhì)量含量大于1%的彌散強(qiáng)化銅粉末，即使采用高速壓制技術(shù)也難以獲得高的壓坯致密度。

本發(fā)明將內(nèi)氧化法和高速壓制相結(jié)合，先對(duì)CuAl合金粉和Cu₂O粉的混合粉末進(jìn)行高速壓制成形，然后進(jìn)行內(nèi)氧化-還原燒結(jié)一體化處理，在此處理過程中實(shí)現(xiàn)Al₂O₃彌散強(qiáng)化銅粉末的制備和燒結(jié)致密化，開發(fā)出一種短流程制備高性能Al₂O₃散銅合金的新技術(shù)，不僅節(jié)省了常規(guī)制備Al₂O₃彌散銅合金所需的擠壓、拉拔或破碎、篩分等流程，大大簡(jiǎn)化了制備工藝，降低了制造成本，而且可以制備Al₂O₃質(zhì)量含量超過1%的彌散強(qiáng)化銅合金。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種Al₂O₃彌散強(qiáng)化銅合金的短流程制備方法，以簡(jiǎn)化其制備流程，降低其制造成本。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

步驟1：以CuAl合金粉為原料，以Cu₂O為氧化劑，按比例進(jìn)行配料后，將粉末混合均勻；

步驟2：將混合粉末進(jìn)行高速壓制成形；

步驟3：將所得壓坯置于氣氛燒結(jié)爐中，依次進(jìn)行內(nèi)氧化-還原燒結(jié)一體化處理，制備Al₂O₃彌散強(qiáng)化銅合金。

所述混合粉末以CuAl合金粉中的Al含量計(jì)，加入其質(zhì)量8.0~8.8倍的Cu₂O粉。

所述CuAl合金粉末中Al元素的質(zhì)量百分含量為0.15～1.95%。

所述混合粉末壓坯的沖擊速度為7.7～8.5m/s，沖擊能量與裝粉量之比為1246～1510J:20g。

所述內(nèi)氧化-還原燒結(jié)一體化處理是在氣氛燒結(jié)爐中依次在氮?dú)庵?00℃處理1h和氫氣中1040~1080℃處理1h。