一种Ｃｕ－Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］纳米弥散强化合金，其组份范围是：Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］：０．０３～０．０８ｗｔ％，余量为Ｃｕ。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种CU-A1203纳米弥散强化合金及其制备方法，属于纳米合金材料
技术背景退火态纯铜(如C10100、 TU1等)导电性虽高(98 102%IACS)，但强 度太低(o 0.2仅40MPa)，由于其屈服强度低，使无氧铜很容易变形。近年 来发展的高导铜合金如Cu-Zr， Cu-B， Cu-Ag等，导电率可达98Q/。IACS以上， 但经高温退火稳定化处理后，o a2只能达到80Mpa，屈服强度较低，影响其 在工业上的应用。沉淀强化型铜合金，如Cu-Cr-Zr、 Cu-Ni-Si、 Cu-Fe-P等， 在冷加工时效态下强度指标虽可达到o^500MPa， oQ2=450MPa，但导电率 偏低，仅为75MIACS左右，该合金经高温退火稳定性处理后，强度和导电率 均急剧下降，只能达到o^280MPa， oQ2=80MPa，导电率为60%IACS左右。 铍青铜、普通黄铜、青铜等电导率多在10 50%IACS左右。纳米弥散强化铜 合金是一类具有高强度、高导电、抗高温退火软化特性的铜合金，Cu-Al203 合金是其重要的一类。正是由于具有这些优异特性，Cu-Al203合金适于受控 热核反应热沉部件的制造，还特别适合于微波管栅网、惯性仪表传感器、粒 子加速器等高精密件等应用。Cu-Al203合金的生产方法主要有内氧化法，内氧化法的要点是将Cu-Al 合金粉末放在氧化性气氛中氧化，合金高纯化技术可使弥散铜合金在保持高 强度、抗退火软化的前提下，大幅度提高其导电性。国内外已公开了一些 Cu-Al203合金的制备技术，其中典型的专利有US5,551,970， US5071618, JP8109422-A， EP364295-A, US4315777， CN1563447-A， JP7062467-A等。 这些专利公开的方法可归纳如下将Cu-Al合金粉末和Cu20 (氧化剂)粉末 按生成Al203所需化学比混合，以粉末状态装入容器中于85(TC 95(TC保温 0.5~lh，利用Cu20放出氧来使Cu-Al合金粉末内氧化成Cu-Al203粉末，再经 800。C 卯0。Clh氢气还原除去Cu-Al203粉末或粉末坯锭中的残留氧。专利JP7062467-A提出的方法是将铜的氧化物粉末和A1203粒子粉末进行球磨混 合，在400'C还原气氛中加脱氧组元C或B，还原铜的氧化物，然后压型、烧 结制备Cu-Al203合金，专利JP8109422-A也提出了类似的方法。在上述各方 法中，Cu-Al203合金粉末或粉末坯锭经热挤压等后续工序加工成致密的 Cu-Al203合金材料。在惯性仪表领域中，用于传感器转子等的材料不但需要制造它的材料具 有高强度、以及该材料在经受90(TC退火后仍能保持高强度，以防止其变形使 浮子与定子蹭上，浮子转动不灵活，甚至卡死浮子，另外也会导致陀螺仪的 输出精度和可靠性，而且要求该材料具有高导电性能，电导率应高于 96%IACS，但在上述专利中，均未给出电导率高于96°/。IACS的Cu-Al203合 金的成分以及制备工艺。。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之不足而提供一种具有高强度、高导电、 抗退火、无磁、电导率高于96%IACS的Cu-Al203纳米弥散强化铜合金及其制 备方法。本专利技术…- 一种Cu-Al203纳米弥散强化合金，其组份范围是A1203: 0.03 0.08wt%，余量为Cu。本专利技术一- 一种Cll-Al203纳米弥散强化合金的制备方法，包括下述步骤(1) Cu-Al合金真空熔炼 将电解铜烘干后在真空炉中熔化，真空度1X10"Pa lXl(^Pa;熔化温度1150°C 1250°C ，按最终合金含0.03 0.07wt% A1203的比例加入0.016 0.037 wtM铝，熔匀后形成Cu-Al合金熔体；(2) 雾化将(1)步所获Cu-Al合金熔体加热到1300。C 135(TC，于雾化装置中， 以大于6X 105Pa高纯N2气将Cu-Al合金熔体雾化成Cu-Al合金粉末。(3) 筛分将(2)步雾化所得的Cu-Al合金粉末破碎，筛分，取70 100Pm粒度的粉末作内氧化合金粉使用。(4) 内氧化将(3)步筛分所得的Cu-Al合金粉末和氧化剂混料，氧化剂为Cu20，配料经充分混料后，装入密闭容器中，并在N2保护的条件下加热到850°C 950'C进行0.5 lh的内氧化，形成Cu-CuO-Al203合金粉。 配料比例按公式『8C2m/9d计算；式中n—氧化剂质量，m—Cu-Al合金粉质量，d—Cu-Al合金粉中Al 质量含量，C2—氧化剂中氧质量含量，(5) 氢气一次还原将(4)步内氧化后的Cu-CuO-Al203合金粉破碎、筛分，取70 100um 粒度的粉末，于氢气还原炉内还原，得Cu-Al203合金粉；还原条件为温度800。C 900。C，时间0.5 1.5h;还原的氢气为高纯氢， 露点为-4(TC以下。(6) 冷等静压将(5)步所得Qi-Al203合金粉混合料进行冷等静压，控制压坯的密度在 60~80%范围内。(7) 氢气二次还原将(6)步压制好的坯锭封装在两端设有纯铜连通管的纯铜包覆壳体内， 于氢气还原炉内进行还原，还原条件为温度80(TC 90(TC，时间0.5 1.5h; 封住一端后，抽真空，当真空度达到5Xl(^Pa后，封住另一端。(8) 热挤压在N2保护条件下将(7)步所得坯锭加热至850 95(TC，热挤压成棒材； 热挤压时的挤压比应大于30:1。本专利技术由于采用上述工艺方法，通过雾化、内氧化、氢气一次还原、冷 等静压、氢气二次还原形成坯锭，此时，Al以纳米级A1203的形式全部从铜 中析出，且以弥散的方式分布，铜基体高度纯化；通过热挤压，获得粉末颗 粒以冶金化状态结合的热挤压棒材，棒材中的铜基体高度纯化，从而使合金 拥有高的电导率；纳米Al203粒子以弥散状态分布，且具有高度的耐热稳定性， 在高温下也难以长大，对位错起着强烈的钉扎作用，有效地阻碍了变形合金 在高温退火时位错的重排，使得弥散强化铜合金在高温退火时难以发生再结 晶而具有优异的抗高温软化能力；合金的晶粒或亚晶粒尺寸为微米级，因而 其拥有弥散强化和细晶强化而保持高的强度。采用本专利技术获得的合金，与无 氧铜(如C10100、 TU1)相比，具有高强度、抗高温退火软化的性能优势，其0。.2比无氧铜高2 6倍，抗退火软化温度可高达90(TC以上，而导电率可 达96。/。IACS以上。与Cu-Fe-P系、Cu-Ni-Si系、Cu-Cr誦Zr系沉淀强化型合金 相比，在强度相当的情况下，Cll-Al203合金导电性要明显提高，且具有高得 多的抗高温退火软化性能。本专利技术工艺方法简单、所制得的Cll-Al203纳米弥 散强化合金具有高强度、高导电、抗退火、无磁、电导率高于96%IACS的优 良性能，其合金不但可应用于大规模集成电路引线框架、受控热核反应热沉 部件的制造，还特别适合于微波管栅网、惯性仪表传感器、粒子加速器等高 精密件的制造。具体实施方式实施例1:合金成份为Al2O3-0.055wt%，其余为Cu和不可避免杂质。 按本专利技术方法(1) (6)的工艺步骤，制成0>195的热本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Ｃｕ－Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］纳米弥散强化合金，其组份范围是：Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］：０．０３～０．０８ｗｔ％，余量为Ｃｕ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李周，汪明朴，郭明星，龚深，肖柱，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：43
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