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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属基复合材料,尤其涉及一种氧化铝弥散强化铜基复合材料棒材及其制备方法。
技术介绍
1、氧化铝弥散强化铜基复合材料具有高强度、高硬度、高导电率及高软化温度等优越的高温性能,在轨道交通、航空航天、汽车等领域具有广阔的市场应用前景。国内外许多研究者对高性能氧化铝弥散强化铜基复合材料制备工艺纷纷展开积极探索,以此获得性能优异的弥散强化铜基复合材料。在欧美等地,内氧化法制备的氧化铝弥散强化铜基复合材料现已形成电极材料产业链,其中美国的scm公司采用内氧化法生产的c15715、c15740和c15760等牌号的氧化铝弥散强化铜基复合材料已具有日产20t的生产规模。国内也有广州有色、中铝洛铜、中船重工等企业生产氧化铝弥散强化铜基复合材料,其中产品均集中在低铝弥散强化铜基复合材料。
2、但新能源电池、铝合金、高强钢、镀锌板、镀镍板等材料焊接,点焊质量要求高、点焊本身难度较大,以及其他应用场景需求均对材料的硬度、强度、耐磨性等性能提出了更高的要求,因此需要性能更优的高铝弥散强化铜基复合材料产品。通常,高铝弥散强化铜基复合材料内氧化时al的逆扩散趋势增大,致使材料内部形成连续的内氧化物膜,阻碍内氧化的进一步发生,导致内氧化进行不彻底;此外,由于溶质元素浓度较高,内氧化过程中a12o3颗粒易于长大,抑制了强化效果,影响材料硬度、导电率等性能,使得高铝弥散强化铜基复合材料的应用受到限制。
技术实现思路
1、为了提高氧化铝弥散强化铜基复合材料的性能,本申请实施例提供一种氧化铝弥散
2、本专利技术的第一方面,提供一种氧化铝弥散强化铜基复合材料棒材的制备方法,包括:
3、将铜、铝与还原性低于铝的金属进行熔炼,用水雾化方式制取合金粉体;所述合金粉体包括如下按质量百分比的组分:铝0.1-2.0%,还原性低于铝的金属0.1-2.0%,含氧量小于0.3%,余量为铜;
4、将所述合金粉体与氧化剂混匀后采用冷等静压得到初坯;
5、将所述初坯装包套密封,真空抽气后进行热等静压,得到氧化铝弥散强化铜基复合材料坯锭;
6、将所述氧化铝弥散强化铜基复合材料坯锭解包套后还原;
7、将还原后的氧化铝弥散强化铜基复合材料坯锭通过热挤压制备氧化铝弥散强化铜基复合材料棒材。
8、在一些实施例中,所述还原性低于铝的金属包括ti、ag、ni、sn、cr、zr或zn。
9、在一些实施例中,所述熔炼的温度为1100℃-1250℃。
10、在一些实施例中,所述合金粉体的粒度小于60目,所述氧化剂为cu2o粉,所述氧化剂的粉体粒度小于500目。
11、在一些实施例中,所述冷等静压的压力为150-300mpa,保压时间为10-30min。
12、在一些实施例中,所述真空抽气的温度为500℃-600℃,所述真空抽气的真空度小于5*10-3pa,所述真空抽气的时间≥10h。
13、在一些实施例中,所述热等静压的温度为500℃-1000℃,所述热等静压的压力为30-200mpa,所述热等静压的时间为1-8h。
14、在一些实施例中,所述还原的还原气氛为氢气,还原温度为50~900℃,还原时间为1-16h。
15、在一些实施例中,所述热挤压的温度700-950℃,挤压比10-50。
16、本专利技术的第二方面,提供一种氧化铝弥散强化铜基复合材料棒材,包括如下按质量百分比的组分:氧化铝0.1-2.0%、还原性低于铝的金属0.1-2.0%,其余为铜。
17、本专利技术提供的一种氧化铝弥散强化铜基复合材料棒材及其制备方法,在该方法中通过在熔炼过程中添加还原性低于铝的微量金属元素,微量金属元素能够以单质均匀分布在基体中,后通过水雾化法得到铝和微量金属元素均匀分布的合金粉体。后通过热等静压工艺,使烧结和内氧化同步进行,原位生成氧化铝增强相,使得氧化铝增强相和铜基体界面结合较好,微量金属元素均匀分布,同时在氧化铝生成的过程中加压,使得在粉末表面集中析出的氧化铝层破碎,防止氧化铝层形成后使得烧结性能恶化,有利于排出气体,提高致密性。后续通过氢气还原,去除坯锭中的多余氧源后采用热挤压的方式进一步对坯锭进行致密化处理,同时拉长晶粒,有效避免在高温内氧化过程中沿晶界形成连续或粗大分布的氧化铝粒子所导致的合金强塑性的显著恶化,显著提高氧化铝弥散强化铜基复合材料棒材的综合性能。
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1.一种氧化铝弥散强化铜基复合材料棒材的制备方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述还原性低于铝的金属包括Ti、Ag、Ni、Sn、Cr、Zr或Zn。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述熔炼的温度为1100℃-1250℃。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述合金粉体的粒度小于60目,所述氧化剂为Cu2O粉,所述氧化剂的粉体粒度小于500目。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述冷等静压的压力为150-300MPa,保压时间为10-30min。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述真空抽气的温度为500℃-600℃,所述真空抽气的真空度小于5*10-3Pa,所述真空抽气的时间≥10h。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述热等静压的温度为500℃-1000℃,所述热等静压的压力为30-200MPa,所述热等静压的时间为1-8h。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述还原的还原气氛为氢气还原温度为50~900
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述热挤压的温度700-950℃,挤压比10-50。
10.一种氧化铝弥散强化铜基复合材料棒材,其特征在于,包括如下按质量百分比的组分:氧化铝0.1-2.0%、还原性低于铝的金属0.1-2.0%,其余为铜。
...【技术特征摘要】
1.一种氧化铝弥散强化铜基复合材料棒材的制备方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述还原性低于铝的金属包括ti、ag、ni、sn、cr、zr或zn。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述熔炼的温度为1100℃-1250℃。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述合金粉体的粒度小于60目,所述氧化剂为cu2o粉,所述氧化剂的粉体粒度小于500目。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述冷等静压的压力为150-300mpa,保压时间为10-30min。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述真空抽气的温度为500℃-60...
【专利技术属性】
技术研发人员:贺怡青,陆兴茂,刘卫平,傅清波,杨扬,李文伟,柳承辉,周正华,
申请(专利权)人:株洲冶炼集团股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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