[发明专利]一种高性能Al2

说明书

本发明提供一种高性能Al₂O₃弥散强化铜合金及其制备方法，涉及材料技术领域。高性能Al₂O₃弥散强化铜合金，包括：将CuAl合金粉末与Cu₂O混合10‑20min，再加入0.01‑0.05wt％聚乙二醇混合25‑35min，混合好的粉末在氮气气氛中进行自氧化处理，再在纯氢气气氛中进行还原处理，然后冷却到室温，在氮气气氛中加入0.01‑0.04wt％B粉末混合，热压成型。本发明采用了混粉粘结技术防止细小氧源颗粒的偏析，加入了B元素，降低产品的杂质氧含量。含0.6wt％Al弥散强化铜合金其弥散相均匀分布、含氧量低于700ppm、拉伸强度为550MPa，室温下电导率为78％IACS的铜合金。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，具体而言，涉及一种高性能Al₂O₃弥散强化铜合金及其制备方法。

背景技术

纳米尺寸Al₂O₃颗粒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结构功能材料，它兼具高导电、高导热性能，并有优异的抗高温软化性能，是目前所有热强、高导铜合金中最佳的一种。它已成功地用于舰载、机载、地雷达、电子对抗、遥控遥测、粒子加速器等系统中的微波管内腔体、发射管栅支持杆以及行波管的慢波线、电阻焊电极等，其中电阻焊电极更是具有广阔的应用前景，同时也是中科学主导的大科学热核聚变装置的关键材料。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、内氧化法等。

CN112430763 A公开了一种水雾化+内氧化+机械球磨+二次内氧化工艺，在材料进行拉拔、锻造、轧制、冲压等塑性变形过程中，界面上粗大的Al₂O₃颗粒极易形成裂纹源，导致棒料、板材等加工型材开裂，从而降低加工产品的成品率。

CN101586198B公开了一种高强度高导电性氧化铝弥散强化铜的制备工艺，铜铝合金粉末中铝含量为0.1-0.6wt％，杂质含量不超过0.5wt％；氧化剂为氧化亚铜。采用铜铝合金粉末与氧化剂混合+内氧化+还原+压制+烧结+致密化处理+冷加工成形工艺。制备的氧化铝弥散强化铜基复合材料具有高强、高导性能和优良的抗高温软化性能：抗拉强度大于500N/mm²，导电率大于80％IACS，软化温度高于600℃；在950℃退火30min后，材料的抗拉强度高于400N/mm²。

CN104141061A公开了一种氧化铝弥散强化铜合金的粉末冶金制备方法，其特征在于，将CuAl合金粉与Cu₂O粉按比例混合均匀+高速压制成形+内氧化+还原烧结一体化处理，制备弥散强化铜合金。

为了获得高性能的Al₂O₃颗粒弥散强化铜合金，除了控制弥散相颗粒和均匀性外，还需要控制其它杂质元素的含量。目前采用内氧化技术制备Al₂O₃纳米弥散强化铜合金是最为有效的制备方法，该工艺需要引入Cu₂O氧源，而该粉末颗粒极其细小，通常小于10μm，很难保障混合均匀，从而影响了弥散相均匀分布；同时还需要有内氧化工艺，对杂质氧含量的控制十分困难。过高的杂质氧含量，即使在氢气下还原后，粉末在自然放置条件下，仍然会吸收氧气，还仍然会残留Cu₂O(CuAlO₂)等，这样不仅会影响铜合金的机械性能，还会影响电导率等。尤其在高铝含量(如0.6wt％Al)铜合金，获得弥散相均匀分布和氧含量低，显得更为困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能Al₂O₃弥散强化铜合金，其杂质氧含量可控制在低于700ppm，在热挤压棒的拉伸强度达到550MPa，室温下电导率为78％IACS。