[发明专利]一种Al2O3弥散强化Cu/Cr复合材料的制备方法有效

专利信息
申请号: 201210305676.2 申请日: 2012-08-24
公开(公告)号: CN102808099A 公开(公告)日: 2012-12-05
发明(设计)人: 李艳 申请(专利权)人: 李艳
主分类号: C22C1/05 分类号: C22C1/05;C22C9/00;C22C32/00;C22F1/08
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 315181 浙江省*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 al sub 弥散 强化 cu cr 复合材料 制备 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及铜合金复合材料技术领域,特别涉及一种Al2O3弥散强化Cu/Cr复合材料的制备方法。

背景技术

Al2O3弥散强化铜合金是一类具有优良综合物理性能和力学性能的新型结构功能材料,在现代电子技术和电工等领域具有广阔的应用前景,随着电子工业的发展而成为铜合金材料的研究热点之一。Cu-Al2O3复合材料的制备工艺较多,其中Cu-Al合金粉末内氧化法是目前规模化制备性能优良的Cu-Al2O3复合材料的比较成熟的方法。其常用技术流程为:熔炼Cu-Al合金→Cu-Al合金粉末(水雾化法或N2雾化)→干燥的Cu-Al合金粉末与Cu2O粉末混合→真空炉内进行内氧化混合粉末→H2中除去残余氧→包套、抽真空、等静压制坯、烧结→热挤压→冷拉拔成型。该工艺中Cu-Al合金经熔炼后,氮气雾化喷粉,得到Cu-Al合金粉末。合金粉和适量的Cu2O氧化剂混合后在密闭容器中进行内氧化,一般需要10-20小时,且要经过制取合金粉(雾化),压制、烧结、热等静压等工序,周期长,工艺复杂。由于这种制造技术工艺流程复杂,造成材料质量控制困难,成本非常高,极大地限制了其推广应用。我国市场上的弥散铜大多为美国、日本公司产品,国产规模非常小,难以满足国防和社会发展需求。因此发展新的技术以简化工艺、降低成本、提高效率、扩大生产规模,成为一个十分重要的任务,也是目前Cu-Al2O3复合材料推广应用中面临的主要问题。

弥散强化铜的发展主要是制备技术的发展。弥散强化铜制备技术的关键是如何获得超细强化微粒均匀分布在高导电的纯铜基体之上,以获得高弥散强化效果的高导电铜基复合材料。其制备技术主要发展经历了传统的粉末冶金法、改进的粉末冶金法和其它制备新技术:

1、传统粉末冶金法

传统粉末冶金法的主要工艺过程包括:(1)制取复合粉末;(2)复合粉末成形;(3)复合粉末烧结。Cu-Al2O3复合材料制品的性能与Al2O3的大小、数量及分布关系密切。Al2O3/Cu复合材料制品的性能与Al2O3的大小、数量及分布关系密切,传统的粉末冶金法的粉体制备技术为机械混合法,它是把一定比例的Cu粉与Al2O3增强颗粒粉末混合均匀,压制成型后再烧结成烧结体预制件。这种传统方法工艺成熟,但制品性能,尤其是强度和导电率偏低。这与Al2O3粉末的粒径较大(微米量级),弥散强化效果较低有关。

2、改进的粉末冶金法

改进的粉末冶金法与传统粉末冶金法的最大区别在于粉体制备技术的改进,主要有机械合金化法、共沉淀法、溶胶-凝胶法和原位还原法等。采用机械合金化法虽然无需烧结、熔融铸造就可得到颗粒细小、分散均匀的复合材料,但球磨的过程中复合粉末容易受到污染,制品晶粒较大,制品性能低,且由于球磨时间过长而导致生产效率低。共沉淀和溶胶-凝胶法制得的氧化铝弥散铜复合粉虽然末受还原工艺和原料纯度的影响,但烧结制品性能相对较低。

3.其它制备新技术

近年来涌现出许多弥散强化铜制备新技术,如反应喷射沉积、复合电沉积、真空混合铸造和放热弥散法(XD法)等,其主要目的在于保持传统弥散强化铜制品性能的基础上简化制备工艺,降低弥散强化铜的生产成本,以促进弥散强化铜的推广应用。但是这些新技术在应用中仍有一定的局限性,例如:复合电沉积法颗粒在镀液中的均匀稳定悬浮不易控制,另外制品中Al2O3含量和复合材料制品尺寸大小受到限制。

弥散强化材料的强度不仅取决于基体和弥散相的本性、而且决定于弥散相的含量、粒度和分布、形态以及弥散相与基体的结合情况,同时也与制备工艺(例如加工方式,加工条件)有关。

发明内容

针对现有技术的不足,本发明的目的之一在于提供一种Al2O3弥散强化Cu/Cr复合材料的制备方法。

为实现上述目的,本发明采用如下的技术方案:

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