[发明专利]一种纳米氧化物弥散强化Cu-Ti合金及其制备方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明金属材料技术领域，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。

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，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。

发明内容

本发明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。

本发明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，

本发明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：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。

本发明的特点还在于，