[發明專利]一種粉末冶金高強度銅鋁鎳材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201910540119.0
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN110205514A
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 鄧正華;王海寶;何晶昌;李萬全
• 申請（專利權）人: 重慶三峽學院
• 主分類號: C22C9/01
• 分類號: C22C9/01;B22F3/02;B22F3/10;C22C1/05
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 包曉靜

本發明申請屬于材料制備技術領域，具體公開了一種粉末冶金高強度銅鋁鎳材料及其制備方法，包括混合燒制在一起的Al粉、Ni粉、B粉和Cu粉，各組分的質量占比為11?13％的Al粉、4?8％的Ni粉、0.2?0.8％B，余量為Cu。本發明主要用于制備高強度銅鋁鎳材料，解決了現有技術中粉末冶金銅鋁鎳合金材料燒結密度較低不能滿足使用需求的問題。

技術領域

本發明屬于材料制備技術領域，具體公開了一種粉末冶金高強度銅鋁鎳材料及其制備方法。

背景技術

鋁青銅合金具有高的強度、高的硬度、良好的耐磨性、抗蝕性，優良的導熱系數和穩定的剛度以及形狀記憶效應等諸多特點，目前，最常見的制造方法是鑄造，廣泛用作工程工具，模具，襯套和導向板。

現有技術中，粉末冶金方法制備的銅鋁鎳合金強度低，且燒結過程中樣品發生膨脹，使燒結較難控制，這些限制了它的開發和應用。粉末冶金銅鋁鎳合金材料的研究較少，并且其燒結密度較低或拉伸強度較低，在使用過程中容易出現材料損壞，不能滿足使用需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種粉末冶金高強度銅鋁鎳材料及其制備方法，以解決現有技術中粉末冶金銅鋁鎳合金材料燒結密度較低不能滿足使用需求的問題。

為了達到上述目的，本發明的技術方案為：一種粉末冶金高強度銅鋁鎳材料，包括混合燒制在一起的Al粉、Ni粉、B粉和Cu粉，各組分的質量占比為11-13％的Al粉、4-8％的Ni粉、0.2-0.8％B，余量為Cu。

進一步，該材料的致密度為91-95％，拉伸強度為460-500。

一種粉末冶金高強度銅鋁鎳材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將11-13％Al粉，4-8％Ni粉，0.2-0.8％B粉加入到Cu粉中進行混合，混合均勻后壓坯，壓坯壓力為500-600MPa；

(2)壓坯在管式燒結爐中進行燒結，采用H₂保護，管式燒結爐升溫分三步進行，第一步將管式燒結爐中的溫度先升至以升500℃保溫1h，第二步再升溫至900℃保溫1h，第三步升溫至1000℃保溫2h，然后隨爐冷卻到常溫得到所述銅鋁鎳合金。

進一步，步驟(2)中第一步溫速率為10℃/min，第二步升溫速率為5℃/min，第三步升溫速率為5℃/min。步驟(2)中第一步溫速率為10℃/min，由于在500℃以下升溫速度對燒結沒影響，故采用較快的升溫速度，第二步升溫速率為5℃/min，以此較慢的升溫加熱，有利于鋁在銅中擴散，可減少燒結液相的形成，第三步升溫速率為5℃/min，以此較慢的升溫，有利于銅顆粒的互擴散和鎳在銅中擴散，從而使合金中元素更均勻。

進一步，步驟(1)中的Al粉為325-500目，Ni粉為500目，B粉為5000-10000目，Cu粉為325-500目。步驟(1)中的Al粉為325-500目，選用的常規目數，目數太大會增加成本，且氧化物增加，而目數太小會降低燒結密度；Ni粉為500目，選的常規目數，目數太大會增加成本，而目數太小會導致Ni在合金中擴散不均勻；B粉為5000-10000目，而目數太小會使B擴散不均勻，導致燒結密度降低，目數太大會導致團聚；Cu粉為325-500目，選的常規目數，目數太大會增加成本，而目數太小會降低燒結密度。

進一步，步驟(1)中的Al粉為霧化粉末，Ni粉為羰基粉末，Cu粉為電解粉末。選的普通鋁粉，因鋁粉通常由氣霧化制備，其純度高，且有利于Ni在燒結過程中擴散，其他銅粉的純度低，且電解銅粉有利于提高燒結密度。

本技術方案的工作原理及其有益效果在于：

(1)采用本成分和工藝制備的銅鋁鎳合金的組織被細化無偏析，且孔洞細小；

(2)制備的燒結試樣相對燒結密度達到91-95％以上，抗拉強度達到460MPa；