[发明专利]一种高强高导二硼化钛铜基复合材料形变强韧化方法

说明书

本发明公开了一种高强高导二硼化钛铜基复合材料形变强韧化方法，具体按照如下步骤进行：步骤1：制备TiB₂/Cu球形复合材料粉末，真空热压粉末制备块状的TiB₂/Cu复合材料；步骤2：对步骤1得到的材料进行机械加工得到圆棒状TiB₂/Cu复合材料，然后进行旋转锻造，得到旋转锻造后TiB₂/Cu复合材料样品；步骤3：样品进行多道次高温热轧变形；步骤4：对热轧后的TiB₂/Cu复合材料样品进行多道次室温冷轧变形，制备出高强高导TiB₂/Cu复合材料。本发明制备出高强高导TiB₂/Cu复合材料的表面质量良好、组织均匀，导电率高于83％IACS，强度高于578MPa，伸长率高于10％。

技术领域

本发明属于金属基复合材料制备技术领域，具体涉及一种高强高导二硼化钛铜基复合材料形变强韧化方法。

背景技术

利用陶瓷颗粒作为增强体制备金属基复合材料，能够获得常规金属或合金材料所不具备的高比强度、高抗热疲劳、高温稳定等特殊性能，成为制造极端服役环境下大尺寸、复杂结构部件不可或缺的关键材料。相较于氧化物陶瓷相，硼化物陶瓷具有更好的传导性能，例如：TiB₂颗粒具有高熔点、高模量、与铜相近的热膨胀系数、优异的传导性能及高温力学性能等优点，因此，TiB₂/Cu复合材料被认为能够用于制备极具发展潜力的新型结构功能铜基材料。为获得高强高导TiB₂/Cu复合材料，TiB₂的含量通常不超过5wt.％，如果增强体含量过高，受比重偏析制约(Cu基体：8.9g/cm^-3；TiB₂颗粒：4.5g/cm^-3)，TiB₂的团聚粗化过程很难抑制；另一方面，根据混合法则，高含量的TiB₂将会造成复合材料电导率大幅降低。但当增强体含量降低时，虽然复合材料导电性能优异，但烧结态TiB₂/Cu复合材料强化效果有限，难以满足实际工程应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强高导二硼化钛铜基复合材料形变强韧化方法，解决了解决现有利用粉末冶金法制备的TiB₂/Cu复合材料的致密度提升有限，单纯烧结态复合材料强度难以满足工程应用的问题。

本发明所采用的技术方案是，

一种高强高导二硼化钛铜基复合材料形变强韧化方法，具体按照如下步骤进行：

步骤1：按照原位反应TiB₂增强体生成量设计铜硼、铜钛中间合金配比，通过熔炼、雾化得到球形TiB₂/Cu复合粉末；将球形TiB₂/Cu复合粉末筛分、预压制成型、加压烧结后得到块状的TiB₂/Cu复合材料；

步骤2：对块状的TiB₂/Cu复合材料进行机械加工得到圆棒状TiB₂/Cu复合材料，然后对圆棒状TiB₂/Cu复合材料进行旋转锻造，采用不同的锻压比将烧结态复合材料锻打至工艺要求的变形量；得到旋转锻造后TiB₂/Cu复合材料样品；

步骤3：对旋转锻造后TiB₂/Cu复合材料样品进行多道次高温热轧变形，控制热轧过程热处理工艺及变形量；

步骤4：对热轧后的TiB₂/Cu复合材料样品进行多道次室温冷轧变形，控制冷轧变形量和单道次压下量，最终制备出高强高导TiB₂/Cu复合材料。

本发明的特点还在于，