[发明专利]一种耐磨导电导热材料及其制备方法

权利要求书

1.一种α-Al₂O₃/Cu耐磨导电导热金属基复合材料，其特征在于：原料由α-Al₂O₃粉末和Cu粉末组成，材料配方以体积百分比表示为：α-Al₂O₃粉末5～25％(体积)、Cu粉末95％～75％(体积)。

2.根据权利要求1所述的α-Al₂O₃/Cu耐磨导电导热金属基复合材料，其特征在于：α-Al₂O₃粉末平均粒径为7～10μm，Cu粉末平均粒径为5～20μm。

3.一种制备权利要求1所述的α-Al₂O₃/Cu耐磨导电导热金属基复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.配制α-Al₂O₃/Cu混合粉末，其中α-Al₂O₃粉末5～25％(体积)、Cu粉末95％～75％(体积)；

b.在混合粉末中加入粘结剂，混炼制成粘性粉末：α-Al₂O₃/Cu混合粉末90～96％(重量)，粘结剂10～4％(重量)，在粘结剂中粉末状水溶性羟丙基甲基纤维素HPMC的含量为10～15％(重量)，去离子水或蒸馏水的含量为90～85％(重量)；将粘性粉末密封包扎后在室温条件下保存12～48小时，以使其充分熟成；

c.混炼均匀的粘性粉末在模具中压制成形：压制速度为1～100MPa/秒，成形压力为200～600MPa，保载时间为1～5分钟；

d.将压制成形坯体在室温空气中自然干燥24小时后，针对α-Al₂O₃/Cu复合材料采用如下干燥、脱脂与真空烧结综合工艺：真空抽至10^-2Pa；室温20℃～(100～150℃)，升温速度10～15℃/min；100～150℃保温0.5～5小时；(100～150℃)～400℃，升温速度10～15℃/min；400℃保温4～8小时；400℃～(980～1050℃)，升温速度5～8℃/min；980～1050℃保温1～3小时；随炉冷却；待炉温降到120℃时开炉取件；

e.对上述所得α-Al₂O₃/Cu复合材料采用冷塑变形、二次烧结工艺，冷塑变形：采用在冷变形模具内复压，以1～5MPa/s的加压速度压至150～250MPa，并保压1～5分钟；二次烧结工艺采取直接烧结：真空抽至10^-2Pa；室温20℃～400℃，升温速度10～15℃/min；400℃～(980～1050℃)，升温速度5～8℃/min；980～1050℃保温1～3小时；随炉冷却；待炉温降到120℃时开炉取件或者真空抽至1.0×10^-2～50Pa；室温20℃～400℃，升温速度10～15℃/min；400℃～(980～1050℃)，升温速度5～8℃/min；达到保温温度980～1050℃后充惰性气体1～30分钟至气压达到0.1～10MPa，保温保压1～3小时；随炉冷却；待炉温降到120℃时开炉取件。

4.根据权利要求3所述的α-Al₂O₃/Cu耐磨导电导热金属基复合材料的制备方法，其特征在于：干燥、脱脂后的坯体进行气压烧结，采取的干燥、脱脂与气压烧结综合工艺为：真空抽至1.0×10^-2～50Pa；室温20℃～(100～150℃)，升温速度10～15℃/min；100～150℃保温0.5～5小时；(100～150℃)～400℃，升温速度10～15℃/min；400℃保温4～8小时；400℃～(980～1050℃)，升温速度5～8℃/min；980～1050℃保温1～3小时，即达到保温温度后充惰性气体1～30分钟至气压达到0.1～10MPa，保温保压1～3小时；随炉冷却；待炉温降到120℃时开炉取件。

5.根据权利要求3或4所述α-Al₂O₃/Cu耐磨导电导热金属基复合材料的制备方法，其特征在于：干燥、脱脂后在980～1050℃范围采用增加烧结压力。

6.权利要求5所述的α-Al₂O₃/Cu耐磨导电导热金属基复合材料的制备方法，其特征在于：所述的采用增加烧结压力为热压(HP)烧结、放电等离子烧结(SPS)、热等静压(HIP)烧结或温度梯度烧结。