[发明专利]一种高致密度Cu/CuCr梯度复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种高致密度Cu/CuCr梯度复合材料的制备方法，其是采用放电等离子烧结技术对Cu粉和CuCr混合粉末进行固结成形，通过设计梯度温度场，施加轴向压力的同时以50～200℃/min加热至700～900℃后保温5～10min，即可获得直径10～50mm、长径比0.1～1.0、致密度大于99.0％、低含气量、高导电导热、组织细小的Cu/CuCr梯度复合材料。本发明可根据Cu/CuCr梯度复合材料的尺寸和配比需求，选择不同的烧结条件，工艺简单、能耗低，所得Cu/CuCr梯度复合材料经少量加工即可作为真空开关触头材料且性能优异。 1

主权项

1.一种高致密度Cu/CuCr梯度复合材料的制备方法，其特征在于：采用放电等离子烧结技术对Cu粉和CuCr混合粉末进行固结成形，通过设计梯度温度场，施加轴向机械压力的同时以50～300℃/min的升温速率加热到700～900℃后保温2～15min，即获得高致密度Cu/CuCr梯度复合材料，具体包括如下步骤：

步骤1、选用氧含量低于500ppm、粒径不大于200目的金属Cu粉；选用氧含量低于800ppm、粒径在80目～240目之间的金属Cr粉；

根据所需CuCr合金的成分称取Cu粉和Cr粉，采用机械混合法混合10小时，获得均匀的CuCr混合粉末；

根据所需Cu/CuCr梯度复合材料的尺寸及复合材料中Cu和CuCr的比例，称取一定量的Cu粉和CuCr混合粉末备用；

步骤2、将Cu粉与CuCr混合粉末依次装入烧结石墨模具中；根据所需Cu/CuCr梯度复合材料的尺寸及复合材料中Cu和CuCr的比例，调节上、下压头的高度以及粉末坯体在模具中的位置；

采用手动液压机对装好的粉末进行预压，压力为8～12MPa；

步骤3、在装好粉末的石墨模具外围裹上与石墨模具等高的4～6mm厚的碳毡，然后将其置于放电等离子烧结炉的炉腔中，抽真空至5Pa以下，对粉末进行烧结成形；烧结工艺为：

烧结压力：10～60MPa；

烧结温度：700～900℃；

升温速率：50～300℃/min；

保温时间：2～15min；

随炉冷却后即获得高致密度Cu/CuCr梯度复合材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所制备的Cu/CuCr梯度复合材料尺寸为：直径10～50mm，长径比0.1～1.0。