[发明专利]一种弥散强化铜合金的短流程制备方法

说明书

本发明提供了一种弥散强化铜合金的短流程制备方法，该方法先将Cu‑Al合金组分熔炼后气雾化制粉得到Cu‑Al合金粉末，然后控制氧化Cu‑Al合金粉末，之后与碳粉混匀后，冷等静压得到坯锭，将坯锭内氧化后进行氢气还原处理，最后将坯锭包套后热挤压变形后退火。本发明弥散强化铜合金的短流程制备方法，将现有技术中，氧化剂单独制备后再与铜铝粉末混合的工艺，改为用直接氧化的Cu‑Al合金粉末做内氧化的氧源，同时将内氧化和氢气还原工艺一体化，缩短了工艺流程，降低了劳动强度。

技术领域

本发明属于粉末冶金技术领域，具体涉及一种弥散强化铜合金的短流程制备方法。

背景技术

弥散强化铜合金是一种具有优良综合物理性能和力学性能的新型结构功能材料，它兼具高强度、高导电性能和良好的抗高温软化性能。弥散强化铜合金常见的制备方法包括：机械混合法、共沉淀法、硝酸盐熔融法和内氧化法等。采用内氧化法制备弥散强化铜合金是最为有效的方法。

现有技术中，内氧化法制备弥散强化铜合金的工艺有两种。第一种：铜铝合金粉末制备-氧化剂制备-铜铝粉末与氧化剂混合-内氧化-破碎-还原-冷等静压-包套-加压-冷变形；第二种：铜铝合金粉末制备-氧化剂制备-铜铝粉末与氧化剂混合-冷等静压-内氧化/还原-包套-加压-冷变形。如CN101240387B公开了一种Cu-Al₂O₃纳米弥散强化合金及其制备方法，步骤包括Cu-Al合金真空熔炼、雾化、筛分、内氧化、氢气还原、真空热压、包套热挤压等工序。CN105506329B公开了一种高Al₂O₃浓度Cu-Al₂O₃纳米弥散强化合金的制备方法，该方法包括：Cu-Al合金粉末制备、混料、一次内氧化、高能机械球磨、二次内氧化、氢气还原、二次混料、冷压成型，真空包套和热挤压成棒材等。该方法先采用一次内氧化法生成细小的Al₂O₃弥散粒子，再采用机械合金化高能球磨内氧化粉，然后对球磨粉末采用二次内氧化以进一步氧化残余Al。

上述两种工艺中，第一种工艺工艺流程长，耗时费力，过程中易导致合金粉末被污染，影响弥散铜的导电率和强度。第二种工艺将内氧化和氢气还原工艺一体化，即铜铝粉末与氧化剂混合，冷等静压内氧化后直接进行氢气还原，虽然缩短了工艺流程，然而，由于内氧化的温度高，内氧化过程中粉末会粘结起来，导致氢气还原时，残余的氧不能完全还原出来，100g的铜中即使只含有100ppm的氧，在800℃氢气退火时也会产生14cm³的高压水蒸气而导致铜破裂，出现裂纹后气密性急剧降低。此外，现有技术制备弥散强化铜合金均需额外添加氧化剂。

因此，为满足航空航天、电子通讯等领域的飞速发展对高导、耐热、弥散无氧铜的“质”提出的更高需求，仍需一种新的制备方法。

发明内容

为解决现有技术中，制备弥散强化铜合金所存在的问题，本发明的目的在于提供一种弥散强化铜合金的短流程制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种弥散强化铜合金的短流程制备方法，步骤包括：

(1)将Cu-Al合金粉末氧化增重；

(2)步骤(1)处理后的Cu-Al合金粉末与碳粉混匀后，冷等静压得到坯锭；

(3)将步骤(2)的坯锭内氧化后还原处理得到成品。

弥散强化铜合金中，Al₂O₃的体积百分含量为0.23～3.33vol％。

优选地，步骤(1)所述氧化的温度为300～400℃。

优选地，步骤(1)所述氧化过程Cu-Al合金粉末增重的质量百分比为0.13～6.49％。