[发明专利]一种Al2O3弥散强化Cu粉

说明书

为了改善粉末合金的硬度，耐磨性，设计了一种Al₂O₃弥散强化Cu粉。采用酸性和碱性含铜刻蚀废液，硝酸铝，酒石酸钾钠，聚乙烯醇，氨水为原料，所制得的Al₂O₃弥散强化Cu粉，其硬度，致密化程度，抗弯强度都得到大幅提升。其中，弥散相为A12O3且均匀分布在Cu基体中。最佳的煅烧温度为500℃，最佳的H+还原温度为700℃。经过20%硝酸萃取还原粉末中的弥散相，弥散相为纳米晶状态的A12O3，符合弥散强化材料的组织特点。本发明能够为制备高性能的Cu粉提供一种新的生产工艺。

所属技术领域

本发明涉及一种粉末冶金材料，尤其涉及一种Al₂O₃弥散强化Cu粉。

背景技术

弥散强化是指一种通过在均匀材料中加入硬质颗粒的一种材料的强化手段。是指用不溶于基体金属的超细第二相（强化相）强化的金属材料。为了使第二相在基体金属中分布均匀，通常用粉末冶金方法制造。第二相一般为高熔点的氧化物或碳化物，氮化物，其强化作用可保持到较高温度。弥散强化是强化效果较大的一种强化合金的方法，很有发展前途。若化合物在固溶体晶粒内呈弥散质点或粒状分布，则既可显著提高合金强度和硬度，又可使塑性和韧性下降不大，并且颗粒越细小，越呈弥散均匀分布，强化效果越好。

氧化铝是铝和氧的化合物，是一种高硬度的化合物，熔点为2054℃，沸点为2980℃，在高温下可电离的离子晶体，常用作分析试剂，有机溶剂的脱水，吸附剂，有机反应催化剂，研磨剂，抛光剂，冶炼铝的原料，耐火材料。

发明内容

本发明的目的是为了改善粉末合金的硬度，耐磨性，设计了一种Al₂O₃弥散强化Cu粉。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

Al₂O₃弥散强化Cu粉的制备原料包括：酸性和碱性含铜刻蚀废液，硝酸铝，酒石酸钾钠，聚乙烯醇，氨水。

Al₂O₃弥散强化Cu粉的制备步骤为：将原始粉末按实验设计方案称重，配料，配好后倒入球磨机中进行湿磨，球磨时间为24h。球磨结束后，将制得的粒料进行真空干燥，干燥时间为70min，干燥温度为60℃，随后加入成形剂进行制粒。将制好的粉末加至单柱液压机中进行压制成形，压制压力为1680MPa。将制好的压坯放入真空烧结炉中进行烧结，烧结温度为1240℃，保温时间为60min。

Al₂O₃弥散强化Cu粉的检测步骤为：Cu2+浓度采用火焰原子吸收光谱法测定，差热试验DTA采用WCR.2C微机差热仪进行，显微形貌采用SUPR55型热场发射扫描电子显微镜观察，物相分析采用X射线衍射仪分析。

所述的Al₂O₃弥散强化Cu粉，以酸碱含铜刻蚀废液为原料，酒石酸钾钠为络合剂，聚乙烯醇为分散剂，氨水为沉淀剂，采用酸碱中和络合共沉淀煅烧.H+还原等工艺制备了纳米Al2O3弥散强化Cu粉，弥散相为A12O3且均匀分布在Cu基体中。

所述的Al₂O₃弥散强化Cu粉，最佳的煅烧温度为500℃，最佳的H+还原温度为700℃。经过20%硝酸萃取还原粉末中的弥散相，弥散相为纳米晶状态的A12O3，符合弥散强化材料的组织特点。

本发明的有益效果是：