[发明专利]原位双相颗粒增强铜基复合材料

摘要

本发明提供一种原位双相颗粒增强铜基复合材料，复合材料Cu‑Zr‑ZrB₂的制备方法包括以下步骤：按照反应生成ZrB₂所需比例配备原料；将Zr和B分别熔炼为Cu‑Zr和Cu‑B的中间合金；将Cu置于真空中频感应熔炼炉坩埚内，抽真空后加热至Cu完全熔化，依次将位于加料斗中的Cu‑Zr和Cu‑B中间合金分别加入到真空中频感应熔炼炉坩埚内；加入中间合金后待反应一段时间，然后浇铸至铸模中；将所得铸坯固溶处理、时效处理，制备得到原位双相颗粒增强铜基复合材料Cu‑Zr‑ZrB₂。该方法简单、易行，采用该方法能制备得到具有较高强度，良好电导率以及较高耐磨性的颗粒增强铜基复合材料。

主权项

1.一种原位双相颗粒增强铜基复合材料，其特征在于，所述原位双相颗粒增强铜基复合材料为：Cu‑Zr‑ZrB2，其中Cu、Zr和ZrB2三者质量比为100：0.01～1：0.5～10；其中Zr为在高温下有一定固溶度，但是室温下在铜中固溶度较小且能通过时效析出的元素；ZrB2为一种陶瓷相，由Zr与B在铜熔体中原位反应生成：原位双相颗粒增强铜基复合材料的制备方法包括以下步骤：(1)按照反应生成ZrB2所需比例配备原料，Zr元素根据其在Cu中的固溶度，以其极限固溶度含量加入；(2)将Zr和B分别熔炼为Cu‑Zr和Cu‑B的中间合金；(3)将Cu置于真空中频感应熔炼炉坩埚内，抽真空后加热至Cu完全熔化，保温15‑20min后，依次将位于加料斗中的Cu‑Zr和Cu‑B中间合金分别加入到真空中频感应熔炼炉坩埚内；(4)加入中间合金后反应5～20min，然后浇铸至铸模中；(5)将所得铸坯在Zr元素在铜中固溶极限时的温度下进行固溶处理，固溶处理包括以下步骤：将熔炼所得铸坯放入热处理炉内，加热至Zr元素在铜中固溶极限时的温度，保温1～2小时，随后将铸坯投入水中冷却；然后进行时效处理，时效处理温度和时间以能够使得Zr元素从铜中析出80～95wt.％为准，时效处理包括以下步骤：将固溶处理后试样放入热处理炉中，加热至时效温度200℃～500℃，保温1h～10h，随后空冷至室温；最终制备得到原位双相颗粒增强铜基复合材料Cu‑Zr‑ZrB2。