[發(fā)明專(zhuān)利]一種以微波燒結(jié)制備鎢鉬銅復(fù)合材料的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811264100.X
• 申請(qǐng)日: 2018-10-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109207762A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮可芹;周虹伶;柯思璇;劉艷芳
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C22C1/04
• 分類(lèi)號(hào): C22C1/04;C22C27/04;C22C30/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)的一種以微波燒結(jié)制備鎢鉬銅復(fù)合材料的方法是先將鎢粉、鉬粉和銅粉球磨充分混勻，將混勻后的粉末放入模具內(nèi)壓制成圓柱結(jié)構(gòu)生坯，然后將生坯放入微波燒結(jié)爐內(nèi)，以特定的熱處理工藝，在較低溫度下制備鎢鉬銅復(fù)合材料。由于本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)方法制備鎢鉬銅合金存在的問(wèn)題，提供一種以微波燒結(jié)制備鎢鉬銅復(fù)合材料的方法，與現(xiàn)有傳統(tǒng)方法相比，該方法可使制備溫度由1100~1600℃降低至700~1000℃，也可使制備時(shí)間由100~760min縮短至20~50min，且本發(fā)明只需混粉、壓制、燒結(jié)三個(gè)步驟即可完成致密化過(guò)程，簡(jiǎn)化了工藝、易于實(shí)施，還可獲得晶粒更細(xì)小、均勻且機(jī)械性能優(yōu)良的產(chǎn)品。解決了現(xiàn)有傳統(tǒng)燒結(jié)方法存在的燒結(jié)溫度高、燒結(jié)時(shí)間長(zhǎng)，工藝復(fù)雜等缺點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以微波燒結(jié)鎢鉬銅復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)

W-Cu和Mo-Cu合金都是由既不互相固溶又不形成金屬間化合物的兩相混合組織組成的復(fù)合材料。W-Cu具有良好的耐電弧侵蝕性、抗熔焊性、高強(qiáng)度和高硬度等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于電子電氣、軍事裝備、航空航天及其它新技術(shù)領(lǐng)域，Mo-Cu雖能很大程度上實(shí)現(xiàn)部件的減重要求，但其高溫強(qiáng)度和抗燒蝕性在高溫惡劣環(huán)境下仍不能勝任，只能應(yīng)用在一些使用溫度較低的場(chǎng)合，如空氣舵、配重、連接板等。因此，在W-Cu合金的基礎(chǔ)上，用部分Mo在成分上替代W，合成W-Mo-Cu復(fù)合材料有望實(shí)現(xiàn)W-Cu、Mo-Cu合金性能的優(yōu)化組合，且可根據(jù)需要改變鎢鉬配比以更為靈活地對(duì)材料性能進(jìn)行調(diào)控，進(jìn)一步拓寬材料的應(yīng)用范圍，適用于更多的領(lǐng)域。

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)W-Mo-Cu復(fù)合材料的研究報(bào)道甚少，經(jīng)技術(shù)查新所檢索到的以及所了解到的與本發(fā)明相關(guān)的技術(shù)僅有三例。唐亮亮等人（鎢鉬滲銅材料的力學(xué)性能和組織研究,粉末冶金工業(yè), 2011, 21(3):6-10）采用傳統(tǒng)熔滲法制備鎢鉬滲銅材料，該方法將粉末粒度分別為6.64μm的鎢粉和5.0μm的鉬粉混勻后經(jīng)冷等靜壓成形，通過(guò)特定的熱處理工藝制成鎢鉬骨架（具體工藝參數(shù)文中未給出），然后在滲銅爐中將金屬銅熔滲到骨架中得到鎢鉬滲銅材料。CN103194629公開(kāi)了一種鎢鉬銅復(fù)合材料的制備方法，同樣以鎢鉬混合粉末壓制成鎢鉬素坯，再以先真空、后氫氣氣氛的燒結(jié)方法預(yù)燒得到鎢鉬骨架，而后將預(yù)燒骨架浸入液相銅中制備得到鎢鉬銅復(fù)合材料。其制備工藝為：將鎢鉬素坯置于在真空條件下以10~30℃/min的升溫速率升溫至800~1600℃后保溫60~240min，接著關(guān)閉真空，向加熱爐內(nèi)充入氫氣，繼續(xù)保溫60~240min，最后隨爐冷卻，得到鎢鉬骨架；再在1100~1400℃熔浸20~120min后冷卻得到鎢鉬銅復(fù)合材料。這種方法不僅對(duì)生產(chǎn)設(shè)備要求較高，且耗能高；其次因需先獲得鎢鉬骨架再熔浸，需經(jīng)過(guò)兩次熱處理，故工藝復(fù)雜，制備周期長(zhǎng)，大大增加了生產(chǎn)成本；且燒結(jié)溫度高、燒結(jié)時(shí)間長(zhǎng)，容易造成材料晶粒粗大，影響該材作為新型功能材料的應(yīng)用。CN102154568公開(kāi)了一種Mo-W-Cu合金的制備方法，提出了一種機(jī)械合金化法制粉（原料混粉+機(jī)械制粉）、等靜壓成型、液相燒結(jié)和熱擠壓變形加工制備Mo-W-Cu合金的方法。具體步驟為：（1）原料混粉：按照以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)鉬粉75～80%、鎢粉10～15%、銅粉5～15%取鉬粉、鎢粉和銅粉于球磨罐中，在球磨機(jī)上混粉30～40分鐘，制得原料粉；（2）機(jī)械制粉：向步驟（1）的球磨罐中加入不銹鋼球和原料粉重量2～4%的乙醇，然后在氬氣氣體保護(hù)下球磨20～30小時(shí)，制得復(fù)合粉末；（3）壓型：將復(fù)合粉末放入橡膠包套中，于190～220MPa壓力下保壓10～20分鐘，冷等靜壓壓制成壓型坯體；（4）燒結(jié)：將壓型坯體放入燒結(jié)爐中，以200～250℃/h的速度升溫至1300～1400℃，保溫1～1.5小時(shí)，然后隨爐冷卻至室溫，出爐制得Mo-W-Cu液相燒結(jié)體；（5）熱擠壓：將Mo-W-Cu液相燒結(jié)體加熱至950～1000℃，進(jìn)行熱擠壓變形加工，變形率為30～40%，熱擠壓后在640～660℃進(jìn)行消除應(yīng)力退火，退火保溫時(shí)間為1～1.5小時(shí)，保溫后隨爐冷卻至200℃，出爐冷卻至室溫，制成Mo-W-Cu合金。其優(yōu)選的燒結(jié)爐為氫氣燒結(jié)爐。