[发明专利]一种制备Al2O3弥散强化铜合金的方法

说明书

技术领域

本发明属于粉末冶金技术领域，具体涉及一种制备Al₂O₃弥散强化铜合金的方法。

背景技术

Al₂O₃弥散强化铜合金具有突出的室温和高温强度，同时兼备优良的导电、导热性能，可广泛应用于电力、电子、机械等工业领域，如用作集成电路的引线框架、大型电气机车的架空导线、连铸机结晶器内衬和电阻焊电极等。但由于弥散的Al₂O₃粒子强烈阻碍基体Cu的变形和对烧结的抑制作用，致使难以通过传统的粉末压制成形和烧结方法直接制备弥散铜合金，通常需要借助热等静压或热挤压等方法实现致密化，且由于常规粉末冶金压坯致密度较低，在采用热等静压进行致密化时，需要将压坯装入金属或陶瓷包套内，然后除气、密封，热等静压完成后，还需去除包套。整个包套过程不仅工序繁琐，而且使得粉末冶金技术的近净成形优势无法发挥。

高速压制技术是一种极具优势的粉末成形技术，其基本原理是通过应力波在粉末体中的传播使粉末致密化，兼具动态压制的高冲击能量和传统压制的高效平稳等共同特征，可实现冷态下粉末的高密度成形和连续化生产。由于成形原理的特殊性，高速压制技术具有成本低、压坯密度高且分布均匀、低弹性后效和高精度等特点。

发明内容

本发明的目的是提供一种方法便捷，成本低的制备Al₂O₃弥散强化铜合金的方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

步骤1：以CuAl合金粉和Cu₂O粉为原料，按比例混合均匀，先在氮

气气氛中，900℃下加热1h，经破碎、过100目筛，后在氢气中，900℃下加热1h，制备Al₂O₃弥散铜合金粉末；

步骤2：采用冲击速度5.02~6.64m/s，冲击能量比装粉量=663~1159J:20g高速压制合金粉末成压坯；

步骤3：将压坯直接置于热等静压炉内，于900~950℃和50~150MPa热等静压1~2h，得到Al₂O₃弥散强化铜合金。

所述CuAl合金粉与Cu₂O粉的质量比=100:1.0~5.5。

所述CuAl合金粉的Al质量含量为0.1~0.5%，粒径-300目。

本发明充分发挥高速压制技术易于近净成形获得高致密度压坯的优势，将其与热等静压技术相结合，通过高速压制成形获高致密度的压坯，无需对压坯进行包套即可直接进行热等静压，简化了制备工艺过程，降低了制造成本，而且可批量化、近净成形制备出性能优异的弥散强化铜合金制品。美国SCM公司C15740牌号合金的导电率和硬度分别为85%IACS和74HRB，本发明中制备相同Al含量弥散铜合金的导电率和硬度分别为79.1%IACS和80.0HRB。相比之下，本发明制备合金的导电率略低，但其硬度较高，合金具有更优异的高温抗软化性能。

具体实施方式

下面结合实施例进一步详细描述本发明，但本发明实施方式不限于此。

实施例1

以市售-300目的Cu-0.1wt%Al合金粉和Cu₂O粉为原料，按质量比合金粉:Cu₂O粉=100:1.0混合均匀，先在氮气气氛中，900℃下加热1h，经破碎、过100目筛，后在氢气中，900℃下加热1h，制备Al₂O₃弥散铜合金粉末。采用冲击速度为5.02m/s，冲击能量与装粉量之比为663J:20g高速压制合金粉末成压坯，将压坯直接置于热等静压炉内，于900℃和150MPa热等静压2h，得到Al₂O₃弥散强化铜合金。

实施例2

合金粉末制备同实施例1。采用冲击速度为6.15m/s，冲击能量与装粉量之比为994J:20g高速压制合金粉末成压坯，将压坯直接置于热等静压炉内，于900℃和100MPa热等静压2h，得到Al₂O₃弥散强化铜合金。

实施例3