[发明专利]一种氧化钕弥散强化铜基合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及合金技术领域，特别涉及一种氧化钕弥散强化铜基合金及其制备方法。

背景技术

铜基合金因为具有优良的导电、导热性、耐腐蚀性，并且便于铸造、易塑性加工，广泛应用于集成电路封装材料、灯丝引线、电动机电刷、电触头等导电材料及火箭、飞机机翼等自冷导热材料。但是铜基合金在机械性能方法往往满足不了要求。

为了改善铜基合金的机械性能，并且不影响其导电导热性，在制备工艺上，主要有机械合金化法、共沉淀法和内氧化法。通过在铜基体内引入细小、弥散均匀分布的增强相，使得弥散强化的铜基合金不仅具有高强度、同时兼备优良的导电、导热性，能满足很多高要求的工作环境。

机械合金化法，用高能研磨机或球磨机实现固态合金化的过程。在球磨过程中，增强相颗粒嵌入Cu颗粒中，形成弥散强化铜合金，该方法具有简单易操作，成本低，可在室温下实现合金化。但是在制备过程中，材料容易吸附氧或发生氧化，在球磨过程中，高能研磨机或球磨机中的其他物质会进入Cu颗粒中，对材料有污染；同时，这种制备方法，增强相颗粒在Cu颗粒中分布状态不均匀。

内氧化法，是将合金粉与氧源混合，在将混合粉加热，氧源分解，生成氧，氧与增强相合金翻译，最后用H2去除多余的氧，得到最终的弥散强化合金。该方法增强相颗粒在Cu颗粒中分布均匀，界面结合好，性能优异，但是，这种制备方法，增强相的氧化程度不充分，难以制备高含量的弥散强化合金。

发明内容

本发明提供了一种氧化钕弥散强化铜基合金及其制备方法，该方法有效的改善了铜基合金的耐热稳定性，并且氧化钕的加入细化了晶粒，使得氧化钕在铜基合金中均匀分布，并且稀土钕元素净化了杂质，使得单位晶体杂质数量减少，铜基合金综合机械性能得到提高。

本发明的一种氧化钕弥散强化铜基合金，包括铜基基体和增强组分，铜基基体为铜基合金粉末，含有的成分和质量含量百分比为：Mo：0.1~0.5wt%，SiC：0.1~1wt%，Ti：1~2%，余量为Cu，增强组分为氧化钕；其中，按质量比，氧化钕：铜基基体=(1.5：100)~(2.5：100)。

本发明的氧化钕弥散强化铜基合金，其抗拉强度为750~1560MPa，导电率为50~86%IACS.，其中制备的氧化钕弥散强化基合金，在1100℃100h破断强度为15~18kg/mm²。

本发明的一种氧化钕弥散强化铜基合金的制备方法，包括以下步骤：

(1)将铜基合金粉末和氧化钕加入到球磨罐中，在保护气氛围下，混合均匀，球磨，获得混合物料；

(2)将7/8~9/10体积的混合物料的经过100~150Mpa的等静压压制，压制时间为150~240s，获得压制合金；

(3)将压制合金用剩余的混合物料覆盖，加热至1200~1400℃高温烧结10~12h，随炉冷却，得到烧结物料；

(4)将烧结物料进行热挤压、预变形、中间退火、最终变形、最终退火，制得氧化钕弥散强化铜基合金。

其中，

所述步骤(1)中，球磨罐的转速为100~150r/min，球磨时间为大于等于4h。

所述步骤(1)中，氧化钕粉末的平均粒度小于等于5μm，铜基合金粉末的平均粒度小于等于100μm。

所述步骤(1)中，保护气为氮气、氩气中的一种。

所述步骤(4)中，预变形和最终变形采用的方法为锻造、轧制或者拉拔中的一种，累计总变形量为85~90%。

所述步骤(4)中，中间退火，将预变形后的合金，加热至450~550℃，保温0.5~2h，随炉冷却至室温。

所述步骤(4)中，最终退火，将最终变形的合金，加热至400~500℃，保温0.5~2h，获得氧化钕弥散强化铜基合金。

本发明的氧化钕弥散强化铜基合金及其制备方法，其有益效果为：

该方法有效的改善了铜基合金的耐热稳定性，并且氧化钕的加入细化了晶粒，使得氧化钕在铜基合金中均匀分布，并且稀土钕元素净化了杂质，使得单位晶体杂质数量减少，铜基合金综合机械性能得到提高。该方法利用变形处理，定向结晶使得氧化钕弥散强化铜基合金具有纤维状的晶体组织，合金强度进一步加强。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

实施例1

一种氧化钕弥散强化铜基合金的制备方法，包括以下步骤：