[发明专利]一种高强高导弥散强化铜合金及其制备方法

权利要求书

1.一种高强高导弥散强化铜合金，包括铜基和陶瓷弥散强化相，其特征在于：所述高强高导弥散强化铜合金还包括掺杂元素，所述掺杂元素为Ni、Y、Ag、Ti、Zr和Hf中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的高强高导弥散强化铜合金，其特征在于：所述陶瓷弥散强化相为ZrO₂、Y₂O₃、MgO、Al₂O₃和TiB₂中的一种或几种，其在铜合金中所占质量分数为0.1%～2% 。

3.根据权利要求1或2所述的高强高导弥散强化铜合金，其特征在于：所述掺杂元素在铜合金中所占质量分数为0.1%～1% 。

4.一种高强高导弥散强化铜合金的制备方法，包括弥散强化铜合金粉末的制备，其特征在于：所述弥散强化铜合金粉末的制备包括下列步骤： 

A1、采用水雾化法或气雾化法分别制备含有Zr、Y、Mg和Al中的至少一种弥散强化相金属元素的铜合金粉末，和含有Ni、Y、Ag、Ti、Zr和Hf中的至少一种金属掺杂元素的铜合金粉末；

A2、向含有弥散强化相金属元素的铜合金粉末中添加Cu₂O粉末，混合后进行高能球磨，将弥散强化相金属元素内氧化，其中所添加的Cu₂O和弥散强化相金属元素的摩尔比为3∶2～2∶1，高能球磨中的球磨气氛为Ar，球料比为10∶1～20∶1，转速为300rpm～500rpm，球磨时间为10～15小时；

A3、将含有掺杂元素的铜合金粉末加入上述内氧化后的铜合金粉末中，并继续进行高能球磨，球磨气氛为Ar，球料比为10∶1～20∶1，转速为300rpm～500rpm，球磨5～10小时，即得弥散强化铜合金粉末。

5.一种高强高导弥散强化铜合金的制备方法，包括弥散强化铜合金粉末的制备，其特征在于：所述弥散强化铜合金粉末的制备包括下列步骤： 

B1、从ZrO₂、Y₂O₃、MgO、Al₂O₃和TiB₂中选取一种或几种用作陶瓷弥散强化相的粉末，从Ni、Y、Ag、Ti、Zr和Hf元素中选取一种或几种作为金属掺杂相的粉末，在空气或惰性气体气氛中将所述用作陶瓷弥散强化相的粉末、作为金属掺杂相的粉末和铜粉混合；

B2、将上述混合好的铜合金粉末进行高能球磨，球磨气氛为Ar，球料比为10∶1～20∶1，转速为300rpm～500rpm，球磨15～25小时，即得弥散强化铜合金粉末。

6.根据权利要求4或5所述的高强高导弥散强化铜合金的制备方法，其特征在于：所述制备方法还包括以下步骤：

还原退火：将球磨后得到所述弥散强化铜合金粉末置于H₂气氛中进行退火处理；

烧结：将退火后的弥散强化铜合金粉末热压烧结成型或者冷压压坯后烧结成型；

热挤压：将烧结后的弥散强化铜合金型坯在500℃～800℃下挤压成棒材或型材。

7.根据权利要求6所述的高强高导弥散强化铜合金的制备方法，其特征在于：所述还原退火步骤中的退火时间为2～4小时，退火温度为300℃～550℃。

8.根据权利要求6所述的高强高导弥散强化铜合金的制备方法，其特征在于：所述烧结步骤为热压烧结，热压压坯的压力为20MPa～50MPa，烧结的温度为800℃～980℃，保温时间为2～4小时，烧结气氛为真空或无氧环境。

9.根据权利要求7所述的高强高导弥散强化铜合金的制备方法，其特征在于：所述烧结步骤为热压烧结，热压压坯的压力为20MPa～50MPa，烧结的温度为800℃～980℃，保温时间为2～4小时，烧结气氛为真空或无氧环境。

10.根据权利要求6所述的高强高导弥散强化铜合金的制备方法，其特征在于：所述烧结步骤为冷压压坯后烧结，冷压压坯的压力为400MPa～700MPa，压制成的生坯在800℃～980℃烧结成型，保温时间为2～4小时，烧结气氛为真空或无氧环境。