本发明专利技术公开了一种纳米氧化物弥散强化Cu‑Ti合金的制备方法，按质量百分比由以下组分组成：Cu 94‑97.5％、Ti 2‑4％，Y2O3 0.5‑2％，以上各组分质量百分比之和为100％。本发明专利技术还公开了纳米氧化物弥散强化Cu‑Ti合金的制备方法，具体操作步骤如下，经过对原材料Cu粉、Ti粉和Y2O3粉进行高能球磨；然后在压强为200MPa，保压时间为30s的条件下进行冷压成型，再对压坯进行热压烧结，即可得到纳米氧化物弥散强化Cu‑Ti合金。与传统电弧熔炼所制备的Cu‑Ti合金相比，本发明专利技术制备的Cu‑Ti合金组织更加均匀，导电性能得到明显提高，综合性能优良。
【技术实现步骤摘要】
一种纳米氧化物弥散强化Cu-Ti合金及其制备方法
本专利技术金属材料
，具体涉及一种纳米氧化物弥散强化Cu-Ti合金，还涉及纳米氧化物弥散强化Cu-Ti合金的制备方法。
技术介绍
Cu-Ti合金因其较高的强度、硬度和优良的耐磨、耐疲劳和耐蚀性能，可用来制造高强高弹耐磨的弹性元件，是最有潜力替代铍青铜的材料之一。但由于Ti原子固溶到铜基体后，对电子的散射作用显著降低了Cu-Ti合金导电性，从而限制了Cu-Ti合金的广泛应用。目前常用的方法是在Cu-Ti合金中添加第三元素，形成金属间化合物，减少Ti在Cu基体中的固溶。但是，该方法对导电性的改善并不十分显著。纳米氧化物团簇具有优异的热稳定性以及化学稳定性，且高密度的纳米团簇可强烈钉扎位错，大幅提高合金的力学性能，改善材料的应力松弛、疲劳特性和高温使用性能等。将Y2O3添加到Cu-Ti合金中，Y2O3可在高能球磨中分解为Y原子和O原子，O-空位吸引对O有亲和力的Ti原子和Y原子，形成在基体中均匀分布的Y-Ti-O纳米团簇。此纳米团簇可以有效减少Ti元素在Cu基体中的固溶量，提高Cu-Ti合金的导电性。因此，利用这种制备方法有望提高Cu-Ti合金的导电性并改善Cu-Ti合金的力学性能，为获得综合性能优良的Cu-Ti合金提供新思路，具有重要的工程意义与实用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种纳米氧化物弥散强化Cu-Ti合金，解决了现有Cu-Ti合金导电率低的问题。本专利技术的目的还在于提供一种纳米氧化物弥散强化Cu-Ti合金的制备方法，本专利技术所采用的第一种技术方案是，一种纳米氧化物弥散强化Cu-Ti合金，按质量百分比由以下组分组成：Cu94-97.5％、Ti2-4％，Y2O30.5-2％，以上各组分质量百分比之和为100％。本专利技术所采用的第二种技术方案是，一种纳米氧化物弥散强化Cu-Ti合金的制备方法，具体操作步骤如下：步骤1，粉末的配比按照质量百分比分别称取如下材料：Cu粉94-97.5％，Ti粉2-4％，Y2O3粉0.5-2％，以上各组分质量百分比之和为100％；步骤2，高能球磨将Cu粉、Ti粉和Y2O3粉放入球磨机中进行球磨，并加入无水乙醇、通入保护气体氩气进行高能球磨，得到球磨混粉；步骤3，压制将球磨混粉进行冷压，形成压坯；步骤4，热压烧结将压坯置入热压烧结炉中，通入氢气作为保护气体，升温至900-1000℃，保温时间2-3h，压强为30-35MPa，保温结束后随炉自然冷却至室温，即可获得纳米氧化物弥散强化Cu-Ti合金。本专利技术的特点还在于，步骤2球磨球料比为10:1，转速为300-500rpm，球磨时间为70-75h。步骤3的冷压压强为200-250MPa，保压30s，压坯尺寸为Φ21mm×7mm。步骤1的Ti粉平均粒径为45-55μm、纯度不小于99.9％。步骤1的Cu粉平均粒径为40-50μm、纯度不小于99.9％。步骤1的Y2O3粉平均粒径为45-55μm、纯度大于99.5％。本专利技术的有益效果是，本专利技术的一种纳米氧化物弥散强化Cu-Ti合金，通过在Cu-Ti合金中添加携氧剂Y2O3，形成在基体中均匀分布的Y-Ti-O纳米团簇，提高了Cu-Ti合金的组织均匀性，使合金弥散强化作用更为显著，而且极大地提高了Cu-Ti合金的导电率，得到了综合性能优良的纳米氧化物弥散强化Cu-Ti合金。附图说明图1是本专利技术一种纳米氧化物弥散强化Cu-Ti合金的制备方法流程图；图2是本专利技术一种纳米氧化物弥散强化Cu-Ti合金热压烧结后的透射电镜照片。图3是本专利技术一种纳米氧化物弥散强化Cu-Ti合金热压烧结后的选区电子衍射图谱；图4是本专利技术一种纳米氧化物弥散强化Cu-Ti合金热压烧结结晶型Y2Ti2O7粒子的透射电镜照片。具体实施方式本专利技术提供的一种纳米氧化物弥散强化Cu-Ti合金的制备方法具体流程如图1所示，操作步骤如下：步骤1，称取原材料按质量百分比分别称取如下材料：平均粒径为40-50μm、纯度不小于99.9％的Cu粉94-97.5％，平均粒径为45-55μm、纯度不小于99.9％的Ti粉2-4％，平均粒径为45-55μm，纯度不小于99.5％的Y2O3粉0.5-2％，以上各组分质量百分比之和为100％；步骤2，高能球磨将所述Cu粉、Ti粉和Y2O3粉放在球磨机中，并加入无水乙醇、通入保护气体氩气进行高能球磨，球磨的球料比为10:1，转速为300-500rpm，球磨时间为70-75h，得到球磨混粉；步骤3，压制将所述球磨混粉进行冷压，冷压压强为200-250MPa，保压30s，所述压坯尺寸为Φ21mm×7mm形成压坯；步骤4，热压烧结将所述压坯置入热压烧结炉中，通入氢气作为保护气体，升温至900-1000℃，保温时间2-3h，压强为30-35MPa，保温结束后随炉自然冷却至室温，即可获得高强高导Cu-Ti合金。下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1步骤1，称取原材料按质量百分比分别称取如下材料：平均粒径为40μm、纯度不小于99.9％的Cu粉97.5％，平均粒径为45μm、纯度不小于99.9％的Ti粉2％，平均粒径为45μm，纯度不小于99.5％的Y2O3粉0.5％；步骤2，高能球磨将所述Cu粉、Ti粉和Y2O3粉放在球磨机中，并加入无水乙醇、通入保护气体氩气进行高能球磨，球磨的球料比为10:1，转速为300rpm，球磨时间为70h，得到球磨混粉；步骤3，压制将所述球磨混粉进行冷压，冷压压强为200MPa，保压30s，形成压坯，所述压坯尺寸为Φ21mm×7mm；步骤4，热压烧结将所述压坯置入热压烧结炉中，通入氢气作为保护气体，升温至900℃，保温时间2h，压强为30MPa，保温结束后随炉自然冷却至室温，即可获得高强高导Cu-Ti合金。经测试，合金导电率、硬度和弹性模量分别为38％IACS、225HV和137GPa。实施例2步骤1，称取原材料按质量百分比分别称取如下材料：平均粒径为50μm、纯度不小于99.9％的Cu粉94％，平均粒径为55μm、纯度不小于99.9％的Ti粉4％，平均粒径为55μm，纯度不小于99.5％的Y2O3粉2％，以上各组分质量百分比之和为100％；步骤2，高能球磨将所述Cu粉、Ti粉和Y2O3粉放在球磨机中，并加入无水乙醇、通入保护气体氩气进行高能球磨，球磨的球料比为10:1，转速为500rpm，球磨时间为75h，得到球磨混粉；步骤3，压制将所述球磨混粉进行冷压，冷压压强为250MPa，保压30s，形成压坯，所述压坯尺寸为Φ21mm×7mm；步骤4，热压烧结将所述压坯置入热压烧结炉中，通入氢气作为保护气体，升温至1000℃，保温时间3h，压强为30-35MPa，保温结束后随炉自然冷却至室温，即可获得高强高导Cu-Ti合金。经测试，合金导电率、硬度和弹性模量分别为48％IACS、250HV和142GPa。实施例3步骤1，称取原材料按质量百分比分别称取如下材料：平均粒径为45μm、纯度不小于99.9％的Cu粉96.5％，平均粒径为50μm、纯度不小于99.9％的Ti粉2％，平均粒径为50μm，纯度不小于99.5％的Y2O3粉1.5％，以上各组分质量百分比之和为100％；步骤2，高能球磨将所述Cu粉、Ti粉和Y2O3粉放在球磨本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种纳米氧化物弥散强化Cu‑Ti合金，其特征在于，按质量百分比由以下组分组成：Cu 94‑97.5％、Ti 2‑4％，Y2O3 0.5‑2％，以上各组分质量百分比之和为100％。
【技术特征摘要】
1.一种纳米氧化物弥散强化Cu-Ti合金，其特征在于，按质量百分比由以下组分组成：Cu94-97.5％、Ti2-4％，Y2O30.5-2％，以上各组分质量百分比之和为100％。2.一种纳米氧化物弥散强化Cu-Ti合金的制备方法，其特征在于，具体操作步骤如下：步骤1，粉末的配比按照质量百分比分别称取如下材料：Cu粉94-97.5％，Ti粉2-4％，Y2O3粉0.5-2％，以上各组分质量百分比之和为100％；步骤2，高能球磨将所述Cu粉、Ti粉和Y2O3粉放入球磨机中进行球磨，并加入无水乙醇、通入保护气体氩气进行高能球磨，得到球磨混粉；步骤3，压制将球磨混粉进行冷压，形成压坯；步骤4，热压烧结将压坯置入热压烧结炉中，通入氢气作为保护气体，升温至900-1000℃，保温时间2-3h，压强为30-35MPa，保温结束后随炉自然冷却至室温，获得纳米氧化物弥散强化Cu-Ti合金。3.根据权利要求2所述的一种纳...
【专利技术属性】
技术研发人员：王献辉，刘佳，朱秀秀，李聪，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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