[发明专利]一种氧化铝弥散强化铜基扩散合金粉的制备方法

说明书

一种氧化铝弥散强化铜基扩散合金粉的制备方法，包括以下步骤：(1)按质量比称取粒径＜75微米的氧化铝弥散强化铜粉和粒径＜45微米的金属粉末，混合4～8h；(2)在氢气气氛和600～900℃下处理混合粉0.5～4h；(3)破碎所得的物料至粒径≤180微米，筛分成粒径180～150微米、15～75微米、75～45微米、＜45微米四种不同粒径范围的粉末；(4)在氢气气氛和450～650℃下处理粉末1～3h，冷却至室温得到氧化铝弥散强化铜基扩散合金粉，最后真空包装。本发明提供一种成分均匀、粉末粒径、松装密度、流动性可控的氧化铝弥散强化铜基扩散合金粉的制备方法。能满足含油轴承、金刚石工具、摩擦材料等各种应用要求。

技术领域

本发明涉及一种铜基扩散合金粉的制备方法，具体涉及一种氧化铝弥散强化铜基扩散合金粉的制备方法，属于粉末冶金技术领域。

背景技术

铜作为一种重要的工业金属，在含油轴承、金刚石工具、摩擦材料等行业广泛应用。在这些典型应用中，通常都对材料强度、硬度、耐磨性和导热性等性能有比较高的综合要求。弥散强化是增加合金强度的有效手段。氧化铝具有熔点高、高温下热稳定性好和弹性模量高等特性，是常用的弥散强化相，尤其是在强化铜合金时取得了显著效果。氧化铝弥散强化铜既保留了铜基体优良的导电、导热性能，又显著改善了铜基体的强度、硬度，特别是高温强度和高温硬度。氧化铝弥散强化铜合金的特性可以很好地满足这些要求，从而有望在这些应用中发挥重要作用。上述应用均属于粉末冶金领域，主要以铜基合金粉末为原料。但现有市场上氧化铝弥散强化铜合金主要以棒、块材制品为主，仅在点焊电极行业获得了实际应用，应用范围非常有限。目前很少见到氧化铝弥散强化铜粉末产品，更未见氧化铝弥散强化铜基扩散粉产品，也未见到与氧化铝弥散强化铜基扩散粉的制备技术相关的报道。这严重限制了氧化铝弥散强化铜基粉末在含油轴承、金刚石工具、摩擦材料等行业的应用。

在含油轴承、金刚石工具、摩擦材料等不同应用中，对粉末的成分、粒径大小、松装密度、流动性等要求各不相同，例如含油轴承通常使用铜锡合金粉(锡的质量含量为10％)，一般对粉末流动性(≤40s/50g)和松装密度(2.0～3.5g/cm³)有较高要求；金刚石工具使用的铜合金粉末成分一般包含锡、锌、Ni等，通常要求粉末粒径细小(≤45μm)，松装密度低(≤3.0g/cm³)，氧含量低(≤0.3wt％)；摩擦材料使用的铜合金粉末成分一般包含铁、锡等，同样对粉末粒径(≤75μm)、和氧含量(≤0.3wt％)有比较高的综合要求。

铜基粉末常用的制备方法包括混合法(铜粉与其他金属粉末的混合粉)、雾化法和扩散法。其中混合法制得的粉末通常存在成分偏聚，导致材料性能不佳；雾化法制成的粉末以球形或者近球形为主，流动性好，松装密度高，但成型性较差；与混合法和雾化法相比，扩散法制备的粉末综合性能良好，适用范围更广泛。本发明针对上述要求，采用扩散法制备氧化铝弥散强化铜基合金粉，通过不同的粉碎方法获得具有不同形貌(近球形和不规则形状)和粒径的粉末，然后根据实际应用需求将不同形貌和粒径的粉末按照一定的比例混合，使得粉末成分均匀，粉末粒径、松装密度、流动性在一定范围内可调控，从而满足含油轴承、金刚石工具、摩擦材料等不同的应用要求。

发明内容

针对目前氧化铝弥散强化铜扩散合金粉制备方法的缺失，本发明提供一种成分均匀、粉末粒径、松装密度、流动性可控的氧化铝弥散强化铜基扩散合金粉的制备方法。

本发明的方法包括以下步骤：

(1)按质量比称取粒径＜75微米的氧化铝弥散强化铜粉和粒径＜45微米的金属粉末，混合4～8h；

(2)在氢气气氛和600～900℃下处理混合粉0.5～4h；

(3)破碎所得的物料至粒径≤180微米，筛分成粒径180～150微米、150～75微米、75～45微米、＜45微米四种不同粒径的粉末，按质量比称取不同粒径的粉末，重新混合1～2h；