[发明专利]一种高强度高导电率Cu-Ti合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度高导电率Cu‑Ti合金的制备方法，本发明公开了一种以纳米CuO为携氧剂制备高强度高导电率Cu‑Ti合金的方法，该方法以纯度不小于99.9％的Cu粉、纯度不小于99.9％的Ti粉、纯度不小于99.5％的YH₂粉和纯度不小于99.9％的CuO粉为原料，经过对原材料Cu粉、Ti粉、YH₂粉和CuO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，即可得到综合性能优良的高强度高导电率Cu‑Ti合金。

技术领域

本发明属于金属材料制备方法技术领域，具体涉及一种高强度高导电率Cu-Ti合金，本发明还涉及高强度高导电率Cu-Ti合金及其制备方法。

背景技术

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，增强了电子的散射，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Ni、Al等第三元素，形成金属间化合物Ni₃Ti、Ti₃Al，减少Ti在Cu基体中的固溶。但是，该方法对导电性的改善有限。纳米氧化物团簇作为一种稳定的纳米相，即使在高温下也不会发生明显长大，具有优异的热稳定性和化学稳定性，且在基体中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和疲劳特性等。以CuO为携氧剂，以YH₂提供Y原子，以期得到Y-Ti-O纳米团簇，减少Ti元素在Cu基体中的固溶量，提高Cu-Ti合金的导电性。且CuO中Cu-O键的键能较低，更容易实现O原子的扩散，有利缩短球磨时间，提高制备效率。采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，获得综合性

能优良的Cu-Ti合金，因此，具有重要的工程意义和实用用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强度高导电率Cu-Ti合金，解决了现有Cu-Ti合金材料导电性差的问题。

本发明的目的还在于提供一种高强度高导电率Cu-Ti合金的制备方法。

本发明所采用的第一种技术方案是，一种高强度高导电率Cu-Ti合金，按质量百分比由以下组分组成：Cu 92-97％，Ti 2-4％，CuO 0.5-2％，YH₂ 0.5-2％，以上各组分质量百分比之和为100％。

本发明所采用的第二种技术方案是，一种高强度高导电率Cu-Ti合金的制备方法，具体操作步骤如下：

步骤1，称取原材料

按质量百分比分别称取如下材料：Cu粉92-97％，Ti粉2-4％，CuO粉末0.5-2％，YH₂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、YH₂粉和CuO粉在球磨机中，并加入无水乙醇、通入保护气体后进行高能球磨，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，即可获得高强度高导Cu-Ti合金。

本发明的特点还在于，

步骤2高能球磨时，球料比为10:1，球磨机的转速为300-500rpm，球磨时间为55-65h。