专利名称：一种采用高能球磨制备氧化铝弥散强化铜粉的方法
技术领域：
本发明涉及氧化物弥散强化(Oxide Dispersion Strengthened, 0DS)粉末制备技术领域，尤其涉及一种采用高能球磨制备氧化铝弥散强化铜粉的方法。
背景技术：
弥散强化在金属基体中引入稳定、均勻、细小的氧化物质点，钉扎位错、晶界、亚晶界，阻碍位错的移动，从而强化材料的方法。弥散强化铜由于在铜基体中弥散分布着细小均勻的氧化物质点，其强度较高，软化温度高；同时细小弥散分布的氧化物质点又不会对铜合金本身的导电导热性造成不良影响，使得弥散强化铜在提高强度的同时还能保持自身优异的导电导热性。因此，弥散强化铜是综合导电性、导热性、室温和高温强度、硬度和耐磨性、 抗熔焊性能最高的铜合金。目前制备弥散强化铜的工艺主要为机械合金化法，即将纳米Al2O3粉和铜粉放入高能球磨机中进行高能球磨，球磨过程中较硬的纳米Al2O3粉被磨到较软的铜粉内部，形成 Al2O3在铜粉中均勻分布的弥散强化铜粉。该方法制备的弥散强化铜性能有一定的提高， 但也存在一定的缺陷，成本较高，机械合金化过程不易控制，即在球磨过程中仍然避免不了 Al2O3粉末的团聚，制备的弥散强化铜粉中仍然存在较大颗粒的Al2O3粉末。弥散程度不够均勻，达不到性能要求。
发明内容
本发明为了解决现有制备弥散强化铜的方法中成本较高，Al2O3粉末。弥散程度不够均勻，达不到性能要求的技术问题，提出一种工艺简单、成本低廉、弥散程度均勻的采用高能球磨制备氧化铝弥散强化铜粉的方法。为解决所述问题，本发明提出的一种采用高能球磨制备氧化铝弥散强化铜粉的方法，其步骤包括
步骤一，称取CuO粉末与Al2O3粉末，其中，Al2O3粉末的重量百分比含量为0. 5% 21 ； 步骤二，将CuO与Al2O3的混合粉末放入球磨机中球磨，球料比为10 12 :1，球磨机转速为350 400转/分，球磨时间为20 40小时；
步骤三，然后将球磨好的混合粉末置于氢气流中，在700 800°C还原40 60分钟，得到Al2O3弥散强化铜粉末。较优的，所述步骤二中，对混合粉末每球磨5小时，停机1小时。较优的，所述的球磨机为行星式高能球磨机。本发明与传统的机械合金化相比，采用CuO粉末与Al2O3粉末共同球磨来代替金属 Cu粉末与氧化物弥散相粉末共同球磨。由于CuO粉末比Cu粉末要软，因此，在高能球磨的过程中，弥散相Al2O3更容易进入到CuO粉末中进而被CuO粉末所包裹，所得到的弥散相分布更加均勻。而被包裹住的Al2O3粉末在球磨过程中不会与其他的Al2O3发生团聚，抑制了弥散相的长大，所得到的弥散相颗粒细小。本发明采用CuO代替Cu，所得的Al2O3弥散相在基体中的分布更加均勻。由于CuO比纯Cu软，球磨时所花的时间少，而得到的弥散效果好。 即工艺简单、成本低廉。
具体实施例方式实施例1 制作0. 5% Al2O3弥散强化铜粉
实验所用的原料为CuO粉末与Al2O3粉末，使用粉末的纯度均大于99. 9%，其中CuO粉末的粒度为10 μ m, Al2O3粉末的粒度为30nm。称取一定量的CuO粉末与Al2O3粉末，保证Al2O3在Cu-Al2O3混合粉末的体系中的重量百分比含量为0. 5%。把混合粉末放入行星式高能球磨机中球磨，球料比为10 :1，球磨机的转速为 350r/min，球磨时间控制在40小时，不包含停机时间。每球磨5小时停机1小时，以防止球磨罐温度过高。然后将球磨好的混合粉末置于氢气流中，在700°C，还原60min。最后得到 Al2O3弥散强化铜粉。实施例2 制作1. 25% Al2O3弥散强化铜粉
实验所用的原料为CuO粉末与Al2O3粉末，使用粉末的纯度均大于99. 9%，其中CuO粉末的粒度为10 μ m, Al2O3粉末的粒度为30nm。称取一定量的CuO粉末与Al2O3粉末，保证Al2O3在Cu-Al2O3混合粉末体系中的重量百分比含量为1.25%。把混合粉末放入行星式高能球磨机中球磨，球料比为11 :1，球磨机的转速为 375r/min，球磨时间控制在30小时，不包含停机时间。每球磨5小时停机1小时，以防止球磨罐温度过高。然后将球磨好的混合粉末置于氢气流中，在750°C，还原50min，最后得到 Al2O3弥散强化铜粉。实施例3 制作2% Al2O3弥散强化铜粉
实验所用的原料为CuO粉末与Al2O3粉末，使用粉末的纯度均大于99. 9%，其中CuO粉末的粒度为10 μ m, Al2O3粉末的粒度为30nm。称取一定量的CuO粉末与Al2O3粉末，保证Al2O3在Cu-Al2O3混合粉末体系中的重量百分比含量为洲。把混合粉末放入行星式高能球磨机中球磨，球料比为12 :1，球磨机的转速为400r/min，球磨时间控制在20小时，不包含停机时间。每球磨5小时停机1小时，以防止球磨罐温度过高。然后将球磨好的混合粉末置于氢气流中，在800°C，还原40min，最后得到Al2O3弥散强化铁铜粉。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种采用高能球磨制备氧化铝弥散强化铜粉的方法，其步骤包括步骤一，称取CuO粉末与Al2O3粉末，其中，Al2O3粉末的重量百分比含量为0. 5% 21 ； 步骤二，将CuO与Al2O3的混合粉末放入球磨机中球磨，球料比为10 12 :1，球磨机转速为350 400转/分，球磨时间为20 40小时；步骤三，然后将球磨好的混合粉末置于氢气流中，在700 800°C还原40 60分钟，得到Al2O3弥散强化铜粉末。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤二中，对混合粉末每球磨5小时，停机1小时。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的球磨机为行星式高能球磨机。
全文摘要
本发明公开了一种采用高能球磨制备氧化铝弥散强化铜粉的方法，其步骤为称取CuO粉末与Al2O3粉末，其中，Al2O3粉末的重量百分比含量为0.5%～2%；将CuO与Al2O3的混合粉末放入球磨机中球磨，球料比为10～121，球磨机转速为350～400转/分，球磨时间为20～40小时；然后将球磨好的混合粉末置于氢气流中，在700～800℃还原40～60分钟，得到Al2O3弥散强化铜粉末。本发明采用CuO代替Cu，所得的Al2O3弥散相在基体中的分布更加均匀。由于CuO比纯Cu软，球磨时所花的时间少，而得到的弥散效果好。即工艺简单、成本低廉。
文档编号B22F1/02GK102528023SQ201210008819
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月12日 优先权日2012年1月12日
发明者曹慧钦, 王刚 申请人:广东新劲刚超硬材料有限公司