[发明专利]超细晶铜钛合金线材的制备方法

权利要求书

1.一种超细晶铜钛合金线材的制备方法，其特征包括以下步骤：

1）钛粉制备：粉末状四氯化钛和固态金属钠的重量比例为2.0～2.5：1，首先将四氯化钛放置于加保护惰性氩气的密闭蒸气炉中进行气化，同时将金属钠放置真空炉中使金属钠液化，然后将气态的四氯化钛和液态钠分别通过管道交汇至密封反应炉，产生置换反应生成纳米级别的钛和氯化钠，最后经过水塔清洗、烘干塔烘干，制备出纳米级纯钛粉；

2）模压制铜钛坯锭：将制备的纯钛粉与铜粉按重量比例1：30～45加入搅拌炉混合，再加入上述原料总重量的0.001%～0.01%稀土钇，抽真空后进行搅拌，然后到压机中进行等静压制成柱状坯锭；

3）铜钛坯锭烧结：将经过等静压制后的柱状坯锭放置在陶瓷模中，然后将装有坯锭的陶瓷模放入烧结炉中进行烧结，通入还原性氢气，烧结时间为50～70分钟，烧结温度控制铜钛合金的固液两相区温度950℃～1050℃，使钛、铜原子能在纳米级范围内进行扩散，组织达到合金化；

4）铜钛坯锭水封挤压：挤压速度为7～10mm/s，挤压温度800～900℃，挤压规格为Φ18～32mm，挤压棒出口时进行水封淬火固溶；

5）半成品形变后的热处理：辊底炉温度升至一级阶梯时效温度400～460℃，保温0.5～1h，然后将温度降至二级阶梯时效温度360～390℃，保温3h，使合金组织晶粒更均匀，导电性和强度更好；

6）成品检验。

2.根据权利要求1所述的超细晶铜钛合金线材的制备方法，其特征在于所述步骤1）气态四氯化钛与液态钠按照重量比2.2:1，四氯化钛气化的温度控制在200~500℃，金属钠液化温度控制为200~500℃，密封反应炉通入惰性氩气保护。

3.根据权利要求1所述的超细晶铜钛合金线材的制备方法，其特征在于所述步骤1）经过水塔清洗、烘干塔烘干得到干燥的纳米级别纯钛粉，是将反应生成的纳米级钛粉末和氯化钠混合物传送至水塔，混合物经过水塔后氯化钠溶于水中，纳米钛粉末过滤后再传送至烘干塔中，钛粉从烘干塔顶部进入，经过螺旋轨道逐渐降至塔底，干燥塔中通入氩气，干燥塔烘干温度为500~700℃。

4.根据权利要求1所述的超细晶铜钛合金线材的制备方法，其特征在于所述步骤2）加入稀土元素钇的重量为总重量的0.005~0.009%稀土钇，改善钛和铜表面活性，在烧结过程中促使钛和铜的原子扩散，增强烧结过程中合金化，提高坯锭的冷热加工塑性。

5.根据权利要求1所述的超细晶铜钛合金线材的制备方法，其特征在于所述步骤3）铜钛坯锭烧结的陶瓷模内模尺寸与锭坯尺寸一致，同时陶瓷模壁布满通孔，孔径3mm，各孔间距 5mm，材质为氮化硼，陶瓷模防止坯锭在高温烧结时变形，同时通孔让还原气接触坯锭。

6.根据权利要求1所述的超细晶铜钛合金线材的制备方法，其特征在于所述步骤4）铜钛坯锭水封挤压是将经过烧结时间达到的坯锭，高温取出放置在保温炉中，保温炉中通入保护气体氮气，同时将炉温控制在800~900℃，然后开始水封挤压，挤压速度为7~10mm/s，挤压规格为Φ18~32mm；在挤压模口处安装水温为20~40℃水槽，水封挤压过程中，挤压棒出挤压模口时立即进入水中淬火固溶，确保钛铜合金挤压时的固溶度。