[发明专利]一种纳米晶粒增强铜基材料的制备方法

摘要

以铜、铬(Cr)、锆(Zr)、镁(Mg)和稀土镧(La)、铈(Ce)、钇(Y)其中之一的元素为原料，经熔炼和雾化制粉后成为超细、固溶或过固溶的粉末。粉末在钢模中双向压制后直接挤压成为杆坯，在一定的加热温度和加热时间下，通过短路径扩散在杆坯中自生成纳米晶粒，再经烧结、冷拉拔或轧制后成为纳米晶粒增强的铜基材料。具有增强相原位生成、尺寸细小，与铜基体所形成的界面新鲜、结合牢固，材料性能优异，原料准备简单、工艺过程容易控制等特点。

主权项

1.采用本发明制备纳米晶粒增强铜基材料，其特征在于：1)工艺流程：原料经合金熔炼和雾化制粉后成为超细、固溶或过固溶的合金粉末。合金粉末在钢模中双向压制后直接挤压成为杆坯，而后将杆坯送入加热炉中进行加热处理，在一定的加热温度和加热时间下，超细粉末中的合金元素通过短路径扩散在杆坯中自生成晶粒尺寸约为30纳米的增强颗粒。加热处理后的杆坯经烧结，再通过冷拉拔或轧制后成为纳米晶粒增强的铜基材料制品(线材或带材)。2)原料成分及所占百分比：主原料：铬(Cr)：0.2-4.0％(重量百分比)锆(Zr)：0.05-0.25％(重量百分比)镁(Mg)：0.01-0.18％(重量百分比)铜(Cu)：余量添加元素：①镧(La)：不超过总重量的0.05％②铈(Ce)：不超过总重量的0.02％③钇(Y)：不超过总重量的0.01％3)原料配方：原料+添加元素①或：原料+添加元素②或：原料+添加元素③4)技术条件：①合金熔炼温度：1200-1350℃，大气环境；②雾化制粉：水雾化或氮气雾化，合金粉末粒度为负500到负300目；③粉末压制及挤压压力钢模双向压制：300-600MPa；粉末挤压力：400-800MPa；④纳米晶合成：350-850℃，时间4-24小时，氢气或氨分解气氛保护；⑤烧结温度700-950℃，时间4-8小时，氢气或氨分解气氛保护；