[发明专利]高体积分数金刚石颗粒增强铜基复合材料零件的制备方法

权利要求书

1.一种高体积分数金刚石颗粒增强铜基复合材料零件的制备方法，其特征 为复合材料零件由铜或铜合金、金刚石颗粒和过渡层组成，其中铜或铜合金体 积分数为32-45％，金刚石颗粒和过渡层体积分数为55-68％，过渡层为TiC+Ti 的复合镀层，金刚石颗粒粒度为100-130μm，铜合金添加元素为镍、铬或镍铬组 合，镍、铬或镍铬组合质量百分比含量为铜合金的0-11％，且不等于0；

制备过程采用真空盐浴镀覆技术对金刚石颗粒进行表面镀钛改性处理，形成 内层为TiC外层为Ti的复合镀层结构，改善金刚石颗粒和液态铜或铜合金之间 的润湿性能、提高金刚石颗粒和铜或铜合金之间的结合强度和减小金刚石颗粒 与铜或铜合金之间的界面热阻，然后通过压制成形制备出金刚石预成形坯，最 后通过真空无压熔渗的方法使液态铜或铜合金均匀渗入金刚石骨架中，从而获 得具有高体积分数、组织结构均匀、致密的高体积分数金刚石颗粒增强铜基复 合材料零件；

具体工艺步骤为：

1).金刚石颗粒表面预处理：将金刚石颗粒进行除油和粗化处理；

2).金刚石颗粒表面镀钛：将金刚石颗粒与钛粉采用体积比为1∶3混合， 将混合粉末充分混合后置于氧化铝坩埚并压实，在混合粉末上面覆盖NaCl和 KCl混合盐，其中NaCl和KCl的质量比为50-58∶42-50；真空条件下750-950℃ 保温1-2h，然后用水溶解掉熔盐，采用筛分法分离出含有镀钛层的金刚石颗粒， 金刚石颗粒表面的钛和碳化钛层的厚度为0.1-3μm；

3).零件预制坯制备：将经过表面改性的金刚石颗粒加入质量百分比为 1-3％的粘结剂，充分混合均匀，粘结剂质量百分浓度为5-10％；在压力机上压 制成形，然后在真空条件下去除粘结剂和水分，得到具有一定强度和孔隙率的 金刚石骨架，最后将占零件体积百分比为32-45％铜块或铜合金置于金刚石骨架 上方并一起置于真空熔渗炉中升温至1300-1450℃保温1-3小时进行无压熔渗， 随炉冷却至室温，即得到金刚石-铜复合材料零件。