[发明专利]一种金属注射成形制备高强高导铜合金的方法

说明书

本发明涉及一种金属注射成形制备高强高导铜合金的方法，包括如下步骤：S1、混粉：采用内氧化法制备Al₂O₃弥散铜粉，制备纯铜粉，其中Al₂O₃弥散铜粉中Al₂O₃的含量为0.3％～1.2％；把纯铜粉和Al₂O₃弥散铜粉机械混合获得混合粉料，其中纯铜粉的比例为50％～70％；S2、喂料：对混合粉料添加塑基粘结剂进行混炼，用造粒机造粒制成喂料；S3、注射：使用粉末注射成形机将喂料注射形成注射坯；S4、催化脱脂：对注射坯进行催化脱脂，获得脱脂坯；S5、烧结：将脱脂坯在烧结炉中烧结，获得烧结坯。本发明能够制备形状复杂的零件，同时能够改善Al₂O₃弥散铜粉烧结不致密的问题，有效改善导热导电性能。

技术领域

本发明涉及一种金属注射成形制备高强高导铜合金的方法。

背景技术

铜及铜合金由于其具有良好的力学和电学性能以及优异的导热性能而被广泛地应用到国民工业中。高强高导铜基材料作为一种综合性能优良的结构功能材料，已被广泛应用于大规模集成电路引线框架、电气工程开关触桥、高脉冲磁场导体、电阻焊电极、大功率异步牵引电动机转子等。随着工业的快速发展，高强高导铜合金的应用会更加广泛，同时对铜合金高强度、高导电性能以及导热性能提出了更高要求。我国对高强高导铜合金的研究起步较晚，生产设备和制造工艺水平与发达国家相比差距较大，还无法实现大规模的工业化生产。

高强高导铜基材料的制备主要方法有：合金化法、复合材料法。合金化法是在铜基体中引入一种或多种合金元素，如Fe、Cr、Ni、Ag等，经过熔铸、塑性变形和热处理，达到固溶强化、沉淀强化、细晶强化和形变强化的综合作用的目的。复合材料法通常是采用粉末冶金的方法，包括制粉、成型、变形、烧结等工序，在铜基体中加入细小、弥散、高强度的陶瓷颗粒作为增强相，增强相主要为氧化物、碳化物、硼化物、氮化物等硬质相，其中研究较多的是Al₂O₃弥散强化铜。由于纳米级Al₂O₃对基体铜的弥散强化作用，该合金具有高强度、高硬度、高导电率及高软化温度等特性。

目前国内制备高强高导铜材料的合金化法和复合材料法存在工艺复杂、流程长、成本高、性能稳定性差等问题，而且不易制备形状复杂的零件。而金属粉末注射成形（MIM）作为一种近净成形技术，材料利用率高，能够大大降低生产成本，适合大批量制备几何形状复杂的产品。由于MIM的工艺特点，铜合金的析出物在烧结、冷却过程中长大，而且产品生产过程中不发生塑性变形，达不到析出强化、形变强化的目的，因此合金化法不适合采用MIM工艺。

目前，Al₂O₃弥散强化铜合金的工业生产方法为内氧化法，是采用氧化剂对Cu-Al合金粉末进行氧化，得到原位生成的Al₂O₃颗粒，然后对氧化粉末进行还原，得到Al₂O₃弥散分布的铜基复合材料粉末，烧结时若不施加压力，产品的致密度不高，导电导热性能很难达到要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属注射成形制备高强高导铜合金的方法，该方法能够制备形状复杂的零件，同时能够改善Al₂O₃弥散铜粉不致密的问题，有效改善导热导电性能。

实现本发明目的的技术方案是：本发明包括如下步骤：

S1、混粉：采用内氧化法制备Al₂O₃ 弥散铜粉，制备纯铜粉，其中Al₂O₃ 弥散铜粉中Al₂O₃ 的含量为0.3%～1.2%；把纯铜粉和Al₂O₃ 弥散铜粉机械混合获得混合粉料，其中纯铜粉的比例为50%～70%；