[发明专利]一种高致密度纳米晶钨铜基块体复合材料的低温快速制备方法

摘要

一种高致密度纳米晶钨铜基块体复合材料的低温快速制备方法，属于难熔金属和粉末冶金技术领域。采用原材料钨粉、碳化锆、铬、铜，进行球磨，利用晶界元素偏聚和纳米弥散颗粒的共同作用，结合放电等离子快速烧结方法，在低温、高压的条件下实现快速固相烧结致密化，成功制备出致密度在95％以上，平均晶粒尺寸均在100纳米以下的Cu含量可调的系列钨铜基块体复合材料。本发明解决了多年来难熔金属和有色合金领域存在的烧结过程中材料致密性和晶粒尺寸长大这一对矛盾问题。

主权项

1.一种高致密度纳米晶钨铜基块体复合材料的低温快速制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)以钨粉、碳化锆、铬、铜为原料，按照质量比为(56.05～84.55)：1：(2.95～4.45)：(10～40)进行成分设计，首先按照化学计量比进行钨粉、铬和碳化锆的配料，并将其进行球磨，采用行星式球磨机、硬质合金罐及磨球；(2)在步骤(1)得到的混合粉中加入铜粉，无水乙醇作为球磨介质进行球磨；(3)将步骤(2)得到的粉末在干燥箱中干燥10～15h，取适量粉末装入石墨模具中，粉末与模具之间用碳纸隔开，将粉末进行预压，压力为10～20MPa，随后在放电等离子烧结炉中完成装模；(4)在烧结过程通电流之前，将烧结压力设为45～55MPa，在放电等离子烧结室中真空度为6～10Pa的条件下，开始通电流升温，速率为80～120℃/min，升温同时增加烧结压力，升压速率为11～15MPa/min，压力达到90～110MPa后保持压力恒定，继续升温至920～990℃保温5～10min，保温结束后关闭电流使样品随炉冷却至室温。