[發(fā)明專利]一種原位合成硼化鉻增強(qiáng)銅基復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用

在審

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• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108048681A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅平;董仕節(jié);湯臣;張艷華;藍(lán)彬栩;陳晨;王義金;胡東偉;夏露;肖瑤;李智;覃富城;王沖;楊祺;鄧宇鑫;張海一;晁飛揚(yáng);王書文;徐小涵;張佳琪;陳崗;方澤成;邵軒宇;夏宇欣;左雨菲;丁文祥;易少杰;陳成
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;C22C1/10;C22C9/00;B22F3/02;B22F3/10;B22F3/17
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 劉奇

本發(fā)明提供了一種原位合成CrB2增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的制備方法，首先將鉻粉和硼粉進(jìn)行球磨，得到CrB2前驅(qū)體；然后將CrB2前驅(qū)體和純銅粉進(jìn)行濕法球磨，得到混合物；將得到的混合物依次進(jìn)行干燥、冷壓成型、燒結(jié)和煅壓處理，得到原位合成CrB2增強(qiáng)銅基復(fù)合材料。本發(fā)明還提供了上述制備方法得到的原位合成CrB2增強(qiáng)銅基復(fù)合材料，及其作為點(diǎn)焊電極的應(yīng)用。本發(fā)明提供的方法有效提高了CrB2增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的硬度和耐磨性能。實(shí)施例的結(jié)果表明，本發(fā)明所述方法制備得到的CrB2銅基復(fù)合材料的硬度均高于245HV，電極壽命可達(dá)2750點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬基復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及原位合成CrB2增強(qiáng)銅基復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

電阻點(diǎn)焊是目前車身生產(chǎn)的主要方式。據(jù)統(tǒng)計(jì)，點(diǎn)焊一點(diǎn)的成本是5美分，生產(chǎn)一輛客車要焊3000點(diǎn)，成本是150美元，其成本的1/2-3/4出自點(diǎn)焊電極的使用和損耗上。在轎車車身裝配線上一輛轎車需要焊接7000-12000點(diǎn)。點(diǎn)焊過程中，點(diǎn)焊電極要反復(fù)承受機(jī)械力和熱的作用，不可避免會發(fā)生塑性變形。而電極硬度低和耐磨性差會導(dǎo)致塑性變形嚴(yán)重，電極塑性變形的直接結(jié)果會導(dǎo)致焊接過程中電流密度降低，進(jìn)而使焊接過程中產(chǎn)生的焦耳熱減少，最終影響焊點(diǎn)質(zhì)量。可見如果能采取一些行之有效的措施提高電極的硬度和耐磨性能，將會減弱電極的塑性變形性，從而延長電極的使用壽命。

目前，常用的電極材料有銅基復(fù)合材料，多使用彌散強(qiáng)化的方法來增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的硬度和耐磨性。彌散強(qiáng)化是一種通過在基體材料中直接加入增強(qiáng)相，從而提高復(fù)合材料硬度的方法。現(xiàn)有技術(shù)中，通過彌散強(qiáng)化得到的銅基復(fù)合材料的硬度和耐磨性仍然較低，限制著銅基復(fù)合材料在點(diǎn)焊電極領(lǐng)域的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了提高銅基復(fù)合材料的硬度和耐磨性，本發(fā)明提供了一種原位合成CrB2增強(qiáng)銅基復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。

本發(fā)明提供了一種原位合成CrB2增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將鉻粉和硼粉進(jìn)行球磨，得到CrB2前驅(qū)體；

(2)將所述步驟(1)得到的CrB2前驅(qū)體和純銅粉進(jìn)行濕法球磨，得到混合物；

(3)將所述步驟(2)得到的混合物依次進(jìn)行干燥、冷壓成型、燒結(jié)和煅壓處理，得到原位合成CrB2增強(qiáng)銅基復(fù)合材料。

優(yōu)選的，所述球磨的轉(zhuǎn)速為300～500轉(zhuǎn)/分，所述球磨的球料比為10～30:1，所述球磨在惰性氣氛下進(jìn)行。

優(yōu)選的，所述步驟(2)中CrB2前驅(qū)體與純銅粉的質(zhì)量比為0.5～2:48～50。

優(yōu)選的，所述步驟(3)中的干燥為真空干燥，所述干燥的溫度為80～100℃，干燥的壓力為0.01～0.1MPa，干燥的時(shí)間為12～24h。

優(yōu)選的，所述步驟(3)中冷壓成型的溫度為20～30℃。

優(yōu)選的，所述步驟(3)中冷壓成型的壓制方式為雙向施壓，所述雙向施壓的總壓力為300～500MPa；所述冷壓成型的保壓時(shí)間為1～3min。

優(yōu)選的，所述步驟(3)中燒結(jié)在惰性氣氛下進(jìn)行，所述燒結(jié)的溫度為900～1050℃；所述燒結(jié)的時(shí)間為10～30min。