弥散强化铜合金的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于粉末冶金技术领域，具体涉及一种制备Al2O3弥散强化铜合金的方法。
【背景技术】
[0002] Al2O3弥散强化铜合金具有突出的室温和高温强度，同时兼备优良的导电、导热性 能，可广泛应用于电力、电子、机械等工业领域，如用作集成电路的引线框架、大型电气机车 的架空导线、连铸机结晶器内衬和电阻焊电极等。但由于弥散的Al 2O3粒子强烈阻碍基体Cu 的变形和对烧结的抑制作用，致使难以通过传统的粉末压制成形和烧结方法直接制备弥散 铜合金，通常需要借助热等静压或热挤压等方法实现致密化，且由于常规粉末冶金压坯致 密度较低，在采用热等静压进行致密化时，需要将压坯装入金属或陶瓷包套内，然后除气、 密封，热等静压完成后，还需去除包套。整个包套过程不仅工序繁琐，而且使得粉末冶金技 术的近净成形优势无法发挥。
[0003] 高速压制技术是一种极具优势的粉末成形技术，其基本原理是通过应力波在粉末 体中的传播使粉末致密化，兼具动态压制的高冲击能量和传统压制的高效平稳等共同特 征，可实现冷态下粉末的高密度成形和连续化生产。由于成形原理的特殊性，高速压制技术 具有成本低、压坯密度高且分布均匀、低弹性后效和高精度等特点。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种方法便捷，成本低的制备Al2O3弥散强化铜合金的方法。
[0005] 本发明的目的通过以下技术方案来实现： 步骤1 :以CuAl合金粉和Cu2O粉为原料，按比例混合均勾，先在氮 气气氛中，900°C下加热lh，经破碎、过100目筛，后在氢气中，900°C下加热lh，制备 Al2O3弥散铜合金粉末； 步骤2 :采用冲击速度5. 02~6. 64m/s，冲击能量比装粉量=663~1159J:20g高速压制合 金粉末成压还； 步骤3 :将压坯直接置于热等静压炉内，于900~950°C和50~150MPa热等静压l~2h，得 到Al2O3弥散强化铜合金。
[0006] 所述CuAl合金粉与Cu2O粉的质量比=100:1. 0~5. 5。
[0007] 所述CuAl合金粉的Al质量含量为0. 1~0. 5%，粒径-300目。
[0008] 本发明充分发挥高速压制技术易于近净成形获得高致密度压坯的优势，将其与热 等静压技术相结合，通过高速压制成形获高致密度的压坯，无需对压坯进行包套即可直接 进行热等静压，简化了制备工艺过程，降低了制造成本，而且可批量化、近净成形制备出性 能优异的弥散强化铜合金制品。美国SCM公司C15740牌号合金的导电率和硬度分别为 85%IACS和74HRB，本发明中制备相同Al含量弥散铜合金的导电率和硬度分别为79. 1%IACS 和80.0 HRB。相比之下，本发明制备合金的导电率略低，但其硬度较高，合金具有更优异的高 温抗软化性能。
【具体实施方式】
[0009] 下面结合实施例进一步详细描述本发明，但本发明实施方式不限于此。
[0010] 实施例1 以市售-300目的Cu-o. lwt%Al合金粉和Cu2O粉为原料，按质量比合金粉：Cu2O粉 =100:1.0混合均匀，先在氮气气氛中，900°C下加热lh，经破碎、过100目筛，后在氢气中， 900°C下加热lh，制备Al 2O3弥散铜合金粉末。采用冲击速度为5. 02m/s，冲击能量与装粉 量之比为663J:20g高速压制合金粉末成压坯，将压坯直接置于热等静压炉内，于900°C和 150MPa热等静压2h，得到Al 2O3弥散强化铜合金。
[0011] 实施例2 合金粉末制备同实施例1。采用冲击速度为6. 15m/s，冲击能量与装粉量之比为 994J: 20g高速压制合金粉末成压坯，将压坯直接置于热等静压炉内，于900°C和IOOMPa热 等静压2h，得到Al2O 3弥散强化铜合金。
[0012] 实施例3 合金粉末制备同实施例1。采用冲击速度为6. 64m/s，冲击能量与装粉量之比为 1159J: 20g高速压制合金粉末成压还，将压坯直接置于热等静压炉内，于950°C和50MPa热 等静压lh，得到Al2O 3弥散强化铜合金。
[0013] 实施例4 以市售-300目的Cu-0. 2wt%Al合金粉和Cu2O粉为原料，按质量比合金粉：Cu2O粉 =100:2. 1混合均匀，先在氮气气氛中，900 °C下加热lh，破碎、过100目筛，后在氢气中， 900°C下加热lh，制备Al2O3弥散铜合金粉末。采用冲击速度为6. 15m/s，冲击能量与装粉 量之比为994J:20g高速压制合金粉末成压坯，将压坯直接置于热等静压炉内，于900°C和 50MPa热等静压2h，得到Al 2O3弥散强化铜合金。
[0014] 实施例5 以市售-300目的Cu-0. 3wt%Al合金粉和Cu2O粉为原料，按质量比合金粉：Cu2O粉 =100:3.2混合均匀，先在氮气气氛中，900 °C下加热lh，破碎、过100目筛，后在氢气中， 900°C下加热lh，制备Al2O3弥散铜合金粉末。采用冲击速度为6. 64m/s，冲击能量与装粉 量之比为1159J: 20g高速压制合金粉末成压坯，将压坯直接置于热等静压炉内，于950°C和 150MPa热等静压lh，得到Al2O 3弥散强化铜合金。
[0015] 实施例6 以市售-300目的Cu-0. 4wt%Al合金粉和Cu2O粉为原料，按质量比合金粉：Cu2O粉 =100:4.3混合均匀，先在氮气气氛中，900 °C下加热lh，破碎、过100目筛，后在氢气中， 900°C下加热lh，制备Al2O3弥散铜合金粉末。采用冲击速度为6. 15m/s，冲击能量与装粉 量之比为994J:20g高速压制合金粉末成压坯，将压坯直接置于热等静压炉内，于950°C和 50MPa热等静压lh，得到Al 2O3弥散强化铜合金。
[0016] 实施例7 以市售-300目的Cu-0. 5wt%Al合金粉和Cu2O粉为原料，按质量比合金粉：Cu2O粉 =100:5.4混合均匀，先在氮气气氛中，900 °C下加热lh，破碎、过100目筛，后在氢气中， 900°C下加热lh，制备Al2O3弥散铜合金粉末。采用冲击速度为6. 64m/s，冲击能量与装粉 量之比为1159J: 20g高速压制合金粉末成压坯，将压坯直接置于热等静压炉内，于950°C和 50MPa热等静压2h，得到Al2O3弥散强化铜合金。
[0017] 本发明的Al2O3弥散强化铜合金的性能测试方法如下： 密度测定标准：GB/T 5163-2006。导电率测定标准：YS/T 478-2005。硬度测定标准： GB/T 230.2-2012。结果见表 1。
[0018] 表1本发明的Al2O3弥散强化铜合金的性能
【主权项】
1. 一种制备Al203弥散强化铜合金的方法，其特征在于由以下步骤组成： 步骤1 :以CuAl合金粉和Cu2O粉为原料，按比例混合均匀，先在氮气气氛中，900 °C下加 热lh，经破碎、过100目筛，后在氢气中，900°C下加热lh，制备Al2O3弥散铜合金粉末； 步骤2 :采用冲击速度5. 02~6. 64m/s，冲击能量比装粉量=663~1159J:20g高速压制合 金粉末成压还； 步骤3 :将压坯直接置于热等静压炉内，于900~950°C和50~150MPa热等静压l~2h，得 到Al2O3弥散强化铜合金。2. 根据权利要求1所述的制备Al203弥散强化铜合金的方法，其特征在于所述CuAl合 金粉与Cu2O粉的质量比=100:1. 0~5. 5。3. 根据权利要求1或2所述的制备Al203弥散强化铜合金的方法，其特征在于所述CuAl 合金粉的Al质量含量为0. 1~0. 5%，粒径-300目。
【专利摘要】本发明公开了一种制备Al2O3弥散强化铜合金的方法。其以CuAl合金粉和Cu2O粉为原料，按比例混合均匀，先在氮气气氛中进行内氧化，经破碎、过筛，后在氢气中进行还原，制备Al2O3弥散铜合金粉末，然后高速压制合金粉末成压坯，最后将压坯直接置于热等静压炉内，进行热等静压，得到Al2O3弥散强化铜合金。本发明采用高速压制成形获得高致密度的压坯，无需对压坯进行包套即直接进行热等静压，工艺过程简单，且制备的Al2O3弥散强化铜合金性能优异，适合于批量生产。
【IPC分类】C22C1/05, C22C32/00, C22C9/00
【公开号】CN104911383
【申请号】CN201510294514
【发明人】陈 峰, 闫志巧, 蔡一湘
【申请人】广东省工业技术研究院(广州有色金属研究院)
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月2日