[发明专利]Al2

说明书

本发明涉及弥散强化铜基复合材料技术领域，是一种Al₂O₃弥散强化铜合金材料的制备方法；按下述步骤进行：第一步，将铜粉、铝粉和CuO粉混合，加入硬脂酸，球磨得到一次合金粉末；第二步，烧结处理；第三步，经破碎加入硬脂酸并混合，球磨得到二次合金粉末；第四步，在氢气气氛中还原多余的氧；第五步，压制成型并再次烧结处理，得到Al₂O₃弥散强化铜合金材料。本发明首次将机械合金化法与内氧化法相结合，通过混合研磨、混合粉末内氧化、二次研磨、H₂除去多余的氧和压制烧结工序，得到Al₂O₃弥散强化铜合金材料；本发明较现有工艺大大缩短了生产周期，生产成本低、杂质少、Al₂O₃颗粒更小，更能适应工业化大批量生产。

技术领域

本发明涉及弥散强化铜基复合材料技术领域，是一种Al2O3弥散强化铜合金材料的制备方法。

背景技术

Al₂O₃弥散强化铜合金是一类具有优良综合物理性能和力学性能的新型复合材料，兼具高强高导性能和良好的抗高温软化能力，在电子、电力、机械工业等领域应用广泛。Al₂O₃弥散强化铜合金是以铜基作为主要的承载组分，在其中引入Al₂O₃作为弥散颗粒，以阻碍错位运动，抑制再结晶，从而使基体强度得到大幅提升。根据Al₂O₃颗粒的引入方式的不同，Al₂O₃弥散强化铜合金材料的制备工艺可以分为外加颗粒法和原位反应合成法两大类，外加颗粒法：粉末冶金法、机械合金化法、复合电沉积法等；原位反应合成法：内氧化法、共沉淀法、溶胶-凝胶法等。其中内氧化法是目前规模化生产Al₂O₃弥散强化铜合金材料的最佳方法。其工艺流程为：熔炼制备Cu-Al合金→水或N₂雾化制备Cu-Al合金粉末→Cu-Al与Cu₂O粉末按比例混合→内氧化粉末→氢气中还原多余氧→压制→烧结成型。该方法获得的氧化物颗粒分布均匀，增强相与基体界面结合好；缺点是生产周期长，成本高，Al₂O₃颗粒较大，难于适应工业化大批量生产。机械合金化法：采用高能球磨机与细小的Al₂O₃混合，粉末经磨球的碰撞、挤压反复发生变形、断裂、焊合、原子间相互扩散或进行固态反应形成合金粉，然后压紧、成型、烧结、挤压。该方法工艺简单、成本低、产量大、获得的Al₂O₃颗粒较小；缺点是研磨过程中易产生杂质、污染很难得到洁净的晶体表面。

发明内容

本发明提供了一种Al₂O₃弥散强化铜合金材料的制备方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有工艺存在生产周期长、成本高、Al₂O₃颗粒较大、难于适应工业化大批量生产和易污染的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种Al₂O₃弥散强化铜合金材料的制备方法，按下述步骤进行：第一步，将铜粉、铝粉和CuO粉按比例混合在一起，加入硬脂酸并混合均匀，得到混合粉，铝粉的加入量为混合粉质量的0.2%至2%、CuO粉的加入量为混合粉质量的5%至10%、硬脂酸的加入量为混合粉质量的0.5%，然后将混合粉加入球磨机中进行一次球磨，球磨后得到一次合金粉末；第二步，将一次合金粉末置于真空烧结炉中进行烧结处理；第三步，烧结处理后经破碎加入混合粉质量0.5%的硬脂酸并混合均匀，在球磨机中进行二次球磨，球磨后得到二次合金粉末；第四步，二次合金粉末在氢气气氛中置于还原炉中还原多余的氧；第五步，还原处理后压制成型并再次置于真空烧结炉中烧结处理，处理后得到Al₂O₃弥散强化铜合金材料。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：