[发明专利]一种Al2

说明书

本发明公开了一种Al₂O₃弥散强化铜基复合材料的制备方法，包括以下步骤：将熔炼所得铜铝合金经水雾化设备雾化成粉；其中雾化参数为：雾化温度为1150～1200℃，高压水流喷射角为50～55°，雾化水压为10～12Mpa，中间包温度≥900℃，漏眼为所得铜铝合金粉经高温退火与氧源按氧源中氧含量和铝含量的原子比为4∶2～6∶2进行混粉，得到混合粉末，其中氧源为经氧化的铜铝合金粉末；所得混合粉末进行内氧化后置于滚筒球磨机中球磨；所得球磨后的粉体压制成型后按常规工艺制备得到Al₂O₃弥散强化铜基复合材料。本发明所述方法成本低，加工性能好，而且制得的材料具有较好的导电性能和强度。

技术领域

本发明涉及一种Al₂O₃弥散强化铜基复合材料的制备方法，属于金属基复合材料领域。

背景技术

弥散强化铜基复合材料是在铜基体中引入热稳定性高、颗粒细小且呈弥散分布的氧化物粒子，通过阻碍位错运动，抑制再结晶，从而在不明显降低材料导电性的基础上，大幅提高铜基体高温强度的一种复合材料，也称为弥散强化铜合金。此类材料由于具有高的导热率和导电率以及优良的高温性能和抗蚀性能，被广泛应用于微波器件、焊接电极、集成电路引线框架、转换开关、触头材料等方面。常见的氧化物粒子有Al₂O₃、Cr₂O₃、Zr₂O₃、SiO₂、TiO₂、MgO、CaO等，其中又以Al₂O₃最为常用。

目前制备Al₂O₃弥散强化铜基复合材料的工业生产方法主要为内氧化法。内氧化法的工艺流程主要为：铜铝合金熔炼→雾化法制备铜铝合金粉→铜铝合金粉与氧源混合→混合粉末内氧化→先压制成型再还原、烧结或者先还原然后压制成型再烧结→热挤压。经过内氧化后的铜铝粉末中的铝会被原位氧化生成纳米级Al₂O₃，所生成的纳米级Al₂O₃颗粒强化相均匀而弥散分布于铜基体上，最终均可制备出具有高导电导热、高强度、抗高温退火软化的Al₂O₃弥散强化铜基复合材料。

为了进一进提高内氧化法制备的Al₂O₃弥散强化铜基复合材料的抗拉强度或导电率或其它性能，许多科研单位和生产企业近年来对传统内氧化法进行了各种改进，如公开号为CN101240387A的发明专利，公开了一种高强高导耐高温的Cu-Al₂O₃合金，该发明利用氢气二次还原技术制备Al₂O₃含量为 0.03～0.08wt％的Cu-Al₂O₃弥散强化铜合金，与无氧铜相比，其σ_0.2比无氧铜高2～6倍，抗退火软化温度可高达900℃以上，而导电率可达96％IACS及以上。又如公开号为CN105506329A的发明专利，公开了一种高Al₂O₃浓度 Cu-Al₂O₃纳米弥散强化合金的制备方法，该发明采用内氧化+机械球磨+二次内氧化工艺，对高Al含量的Cu-Al合金进行充分氧化，使得Al以纳米级 Al2O3的形式全部从铜中析出；尤其重要的是，机械合金化的高能球磨过程可显著改善Al2O3增强相的团聚和沿晶界分布现象，纳米级Al2O3粒子较均匀的弥散分布在铜基体中，同时形成大量的位错等缺陷可作为二次内氧化过程中氧的渗透通道，使得二次内氧化过程彻底进行，从而使得合金拥有优异的综合性能。采用本发明获得的合金，与无氧铜(如C10100、TU1)相比，其σ0.2比无氧铜高8～15倍，导电率达73～80％IACS。