[發明專利]一種非計量比TiC增強銅基復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710301645.2
• 申請日: 2017-05-02
• 公開（公告）號: CN107119207B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 張建波;胡濤濤;靳一鳴;鄔善江;李勇
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: C22C9/06
• 分類號: C22C9/06;C22C32/00;C22C1/05;C22C1/10
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務所(普通合伙) 11548
• 代理人: 黃玉玨

1.一種非計量比TiC增強銅基復合材料的制備方法，其特征在于，所述復合材料按質量比由1～5wt％非計量比TiC顆粒和余量的基體銅合金組成；所述基體銅合金為Cu-Ni-Sn-Si合金；

所述基體銅合金含有如下質量比的成分：7～8.5wt％Sn、0.15～0.4wt％Si、14.5～15.5wt％Ni、Fe≤0.3wt％、Zn≤0.3wt％、Mn≤0.12wt％、Nb≤0.08wt％、Pb≤0.02wt％、雜質≤0.5wt％、余量為Cu；

所述一種非計量比TiC增強銅基復合材料的制備方法,具體步驟如下：

(1)將Ti₂SnC和Ti₃SiC₂置于盛有清洗液的超聲波清洗機中清洗，將清洗后的Ti₂SnC和Ti₃SiC₂晾干后與Cu粉末在充滿氬氣的球磨罐中進行球磨混合，即得混合粉體；

(2)將步驟(1)中所制備的混合粉體進行冷壓制坯和真空燒結處理，即得TiC/Cu中間體材料；

(3)將Cu置于快速凝固的真空感應熔煉爐中，待Cu完全熔化后，再將Ni、TiC/Cu中間體材料、Sn及Si依次加入到真空感應熔煉爐中，將真空感應熔煉爐進行保溫處理直至真空感應熔煉爐中的材料完全熔化，即得混合液體；

(4)在陶瓷管內徑為4.5～6.5mm、噴嘴氣體間隙0.5～1.5mm、氮氣氣體流量為20～35m³/h、溫度為1250～1400℃的條件下對步驟(3)中所得的混合液體進行氣霧化處理，即得非計量比TiC/Cu-Ni-Sn-Si粉體材料，將所制備的非計量比TiC/Cu-Ni-Sn-Si粉體材料過300目篩，即得預合金粉；

(5)將步驟(4)中所得的預合金粉置于盛有清洗液的超聲波清洗機中清洗，將清洗后的預合金粉進行球磨、冷壓制坯、真空燒結、擠壓和熱處理后，即得TiC/Cu基復合材料。

2.根據權利要求1所述的一種非計量比TiC增強銅基復合材料的制備方法,其特征在于：所述步驟(1)中Ti₂SnC和Ti₃SiC₂的粒度均小于20μm；將步驟(1)中的球磨罐置于轉速為100～250r/min的條件下球磨8～16h。

3.根據權利要求1所述的一種非計量比TiC增強銅基復合材料的制備方法,其特征在于：所述步驟(2)中將冷壓制坯后的混合粉體置于溫度大于1000℃且充滿氬氣的燒結爐中燒結1～1.5h。

4.根據權利要求1所述的一種非計量比TiC增強銅基復合材料的制備方法,其特征在于：所述步驟(3)中快速凝固的真空感應熔煉爐的真空度高于10^-3Pa，冷卻速度大于5×10³K/s。

5.根據權利要求1所述的一種非計量比TiC增強銅基復合材料的制備方法,其特征在于：所述步驟(5)中將冷壓制坯后的預合金粉置于溫度為800～950℃且充滿氬氣的燒結爐中燒結0.5～1.5h；所述步驟(5)中的擠壓比為2.5:1。

6.根據權利要求1所述的一種非計量比TiC增強銅基復合材料的制備方法,其特征在于：所述熱處理包括固溶處理和時效處理，固溶處理的溫度介于800～850℃，固溶處理的時間為0.5～1h；時效處理的溫度介于350～400℃，時效處理的時間介于1～4h。