[发明专利]一种氧化铝铬锆铜复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种氧化铝铬锆铜复合材料的制备方法，它的工艺步骤包括：预处理、等静压、烧结以及塑性形变与热处理，本发明通过添加少量的氧化铝，使得该铬锆铜合金软化温度可提高到700～800℃，明显高于目前主流铬锆铜合金，通过该制备方法使复合材料兼有热处理强化与弥散强化，力学性能普遍优于目前主流的铬锆铜合金，通过该方法制备的复合材料，氧化铝在基体材料中分布均匀，不存在宏观偏析现象。

技术领域

本发明涉及金属材料加工工艺领域，具体是一种氧化铝铬锆铜复合材料的制备方法。

背景技术

铬锆铜具有高导热率、高导电率和优良的高温强度，且具有耐磨抗爆，抗裂性以及软化温度高等特点，适合作为熔接焊机的电极有关管件，在汽车、摩托车、制桶(罐)等机械制造工业的焊接、导电嘴、开关触头、模具块、焊机辅助装置等方面具有广泛应用前景。目前铬锆铜合金主要存在以下几个问题：(1)高温性能不佳，目前铬锆铜的温度不能超过500℃；(2)使用寿命不及氧化铝弥散强化铜。利用弥散氧化铝的良好抗高温性能是克服铬锆铜上述缺点的有效方法，弥散分布的氧化铝在铬锆铜中的主要作用为：(1)钉扎位错，增加位错密度，从而增强加工硬化效果；(2)在高温条件下，阻碍位错、亚晶的迁移，从而阻碍再结晶形核以及晶界迁移，达到抗高温软化能力；(3)抑制静态和动态再结晶的进行，具备较好的高温力学性能。

专利CN0012913.3中采用机械合金化方法，将细铜粉与超细氧化铝粉混合，然后冷压成一个圆柱体坯料，再将此坯料铸造在铬锆铜中，作成复合体铸锭，最后将此铸锭热挤压成棒材，这样就得到了氧化铝-铬锆铜复合棒材，采用此种方法存在以下主要问题：(1)熔铸过程中难以控制氧化铝粉末在溶体内分布均匀，造成坯料中氧化铝分布不均，产生宏观偏析，从而使得挤压成材率低；(2)由于氧化铝粉末分布不均，造成最终挤压制得棒材力学性能各向异性大，影响其最终使用。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术的不足,本发明提供了一种氧化铝铬锆铜复合材料的制备方法，该方法极大的提高铬锆铜合金的抗高温软化温度，以及抗拉与屈服强度，克服了复合熔铸法制备的氧化铝铬锆铜合金中氧化铝的宏观偏析。

技术方案：为了实现以上目的，本发明所述的一种氧化铝铬锆铜复合材料的制备方法，它包括以下步骤：

(1)预处理

将铬锆铜采用气雾法制粉，将氧化铝胶体与铬锆铜粉末混合后进行充分搅拌，对搅拌后的粉末进行烘干处理；

(2)等静压

对烘干后的粉末进行室温冷等静压处理，制得圆柱坯；

(3)烧结

将制得的圆柱坯在烧结炉中烧结，烧结之后排除氢气，进行真空致密烧结，真空致密烧结结束后通入室温高纯氩气冷却至室温得到锭坯。

(4)塑性形变与热处理

将锭坯进行热挤压，得到氧化铝铬锆铜复合材料棒坯或板坯，并依次对其进行固溶处理、旋锻或冷轧以及时效热处理后，得到限定尺寸的最终棒材或板材。

作为本发明的进一步优选，步骤(1)中所述的铬锆铜中铬的含量为0.65％，锆的含量为0.65％，其余为铜。

作为本发明的进一步优选，步骤(1)中被制成粉末的铬锆铜的粒度为200目～300目。

作为本发明的进一步优选，步骤(1)中所述的氧化铝胶体的质量百分比为0.1～1％。

作为本发明的进一步优选，步骤(1)中搅拌后的粉末在120～160℃下进行烘干处理，烘干时间为1～4h。

作为本发明的进一步优选，步骤(2)中冷等静压处理时的压力为220～370MPa，保压时间为3min～15min。

作为本发明的进一步优选，步骤(2)中制得的圆柱坯的尺寸为