[發明專利]一種原位合成硼化鈦增強銅基復合材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201711397472.5
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108085534A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 羅平;董仕節;湯臣;張艷華;藍彬栩;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;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）人: 湖北工業大學
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22C32/00;C22C1/05;B22F1/02;B23K11/30
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發明提供了一種原位合成TiB2增強銅基復合材料的制備方法，首先將鈦粉和硼粉進行球磨，得到TiB2前驅體；在TiB2前驅體表面鍍鎳，得到鎳包覆TiB2前驅體粉末；然后將鎳包覆TiB2前驅體粉末和純銅粉進行濕法球磨，得到混合物；將得到的混合物依次進行干燥、冷壓成型、燒結和煅壓處理，得到原位合成TiB2增強銅基復合材料。本發明提供的方法有效地改善了TiB2增強相與銅基體之間的潤濕性，而且本發明避免了雜質相Ti?Cu、Cu?B的產生，有效提高了TiB2銅基復合材料的硬度和耐磨性能。本發明還提供了上述制備方法得到的原位合成TiB2增強銅基復合材料，及其作為點焊電極材料的應用。

技術領域

本發明屬于金屬基復合材料技術領域，主要涉及一種原位合成TiB2增強銅基復合材料及其制備方法和應用。

背景技術

電阻點焊是目前車身生產的主要方式。據統計，點焊一點的成本是5美分，生產一輛客車要焊3000點，成本是150美元，其成本的1/2-3/4出自點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。點焊過程中，點焊電極要反復承受機械力和熱的作用，不可避免會發生塑性變形。而電極硬度低和耐磨性差會導致塑性變形嚴重，電極塑性變形的直接結果會導致焊接過程中電流密度降低，進而使焊接過程中產生的焦耳熱減少，最終影響焊點質量。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合材料，多使用彌散強化的方法來增強銅基復合材料的硬度和耐磨性。但是彌散強化方法存在的缺點是：增強相與基體合金之間存在潤濕性差的問題，增大了復合材料產生內裂紋的機率，從而影響復合材料的硬度和耐磨性。而且，彌散相與基體合金在一起球磨的過程中，容易產生雜質相，同樣會影響復合材料的硬度和耐磨性。

發明內容

為了克服上述技術問題，提高銅基復合材料的硬度和耐磨性，本發明提供了一種原位合成TiB2增強銅基復合材料的制備方法。

本發明提供了一種原位合成TiB2增強銅基復合材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將鈦粉和硼粉進行球磨，得到TiB2前驅體；

(2)在所述步驟(1)得到的TiB2前驅體表面鍍鎳，得到鎳包覆TiB2前驅體粉末；

(3)將所述步驟(2)得到的鎳包覆TiB2前驅體粉末和純銅粉進行濕法球磨，得到混合物；

(4)將所述步驟(3)得到的混合物依次進行干燥、冷壓成型、燒結和煅壓處理，得到原位合成TiB2增強銅基復合材料。

優選的，所述步驟(1)中鈦粉的粒徑為100～200目；硼粉的粒徑為200～400目；

所述球磨的轉速為300～500轉/分，所述球磨的球料比為10～30:1，所述球磨在惰性氣氛下進行。

優選的，所述步驟(2)中鍍鎳包括以下步驟：