[发明专利]一种快速强化铜及铜合金的制备方法

说明书

本发明公开了一种快速强化铜及铜合金的制备方法，具体按照以下步骤实施：(1)清理待强化工件表面附着物；(2)制备喷嘴，按照待强化工件的外形及尺寸，制备环状或面状喷嘴；(3)用制备的喷嘴连接强化介质，对待强化工件进行强化处理；(4)待强化工件达到强化要求后，对工件进行后处理得到强化工件。本发明的有益效果为：本发明的方法对无相变的有色金属铜及铜合金，通过小能多冲强塑性变形在表面形成一定厚度的硬化层，不改变材料的成分和其它性能；本发明方法，操作简单、能耗少、成本低、生产效率高、易于工业化生产。

技术领域

本发明属于铜及铜合金制备技术领域，具体涉及一种快速强化铜及铜合金的制备方法。

背景技术

铜及铜合金因其良好的导电、导热性和一定的强度，在电力、冶金、仪器仪表、军工、航空航天等领域有着广泛的应用，但由于其强度较低，在一些应用场合受到一定限制，为此，人们采取多种手段来提高其强度，比如添加其它组元的微合金化、改善制造技术、挤压轧制等大塑性变形。但是由于这样那样的限制，使其应用均不够理想。

小能多冲(全称：小能量多次冲击)是通过小能量的连续多次冲击材料，材料的应变逐渐累积，组织细化，最后发生较大的塑性变形。这种方法原理简单，操作容易，制造成本低廉，对于被加工试样尺寸无特殊没有要求，利用小能多冲能制备出细晶材料，适用于金属及各类合金。西安交通大学发表的专利《小能量多次冲击技术制备块体纳米材料的方法》(公开日：20120201，公开号：CN101948948B)中介绍了利用落锤式冲击试验机冲击块体试样得到块体纳米材料的新方法，该方法的原理是块体试样经受冲击试验机反复的小能量冲击而变形，当形变量越来越大，块体材料微观组织得到细化，当形变量达到一定值的时候，微观组织细化到纳米级的尺寸，从而得到块体纳米晶材料，此方法原理简单，操作容易，制造成本不高，对块体试样尺寸没有要求，能制备较大尺寸的块体纳米材料。陈鼎等人在“稀有金属与硬质合金”2017年第03期发表的《WC-Co类硬质合金的低周冲击疲劳性能研究》中对WC-Co硬质合金进行小能多冲试验来研究硬质合金的韧性及增韧问题，认为在一定的WC晶粒尺寸，硬质合金的小能多冲性能随Co含量增加而提高，当Co含量一定的时候，晶粒尺寸越大，硬质合金的小能多冲性能越好。

对一些无相变的材料，要提高其力学性能往往采取加工硬化的手段，但因硬化技术的不同，对材料的形状和尺寸有较严格的限制。如何能寻找一种简单方便的手段，在不管被强化材料是何种形状、何种尺寸的情况下，能够快速的提高其力学性能，则是本发明要解决的主要问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种快速强化铜及铜合金的制备方法，解决了现有技术中存在的方法制备的铜及铜合金强度不高的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种快速强化铜及铜合金的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、清理待强化工件表面附着物；

步骤2、制备喷嘴，按照待强化工件的外形及尺寸，制备环状或面状喷嘴；

步骤3、用制备的喷嘴连接强化介质，对待强化工件进行强化处理；

步骤4、待强化工件达到强化要求后，对工件进行后处理得到强化工件。

本发明的特点还在于：

步骤1中表面清理方法为机械法或化学法。

步骤2中喷嘴上均匀分布有喷口，喷口的直径为1～3mm，各个喷口中心位置之间的距离不超过4mm，喷口与工件的距离保持在200～400mm。

步骤3中强化介质为直径为0.8～2.5mm的淬火钢球、氧化硅砂子或氧化铝砂子。

强化条件为在压力≥3ATM的高压气体带动强化介质以3～10J的能量冲击在被处理工件的表面，处理时间≥24h。

后处理为加工量不大于0.5mm的少量机械加工或研磨处理。