CN107855516A - 一种铜基粉末冶金材料及其制备方法 - Google Patents

一种铜基粉末冶金材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种铜基粉末冶金材料及其制备方法，铜基粉末冶金材料包括如下重量份的原料：40‑60份铜包铁复合粉、15‑25份石墨粉、7份‑10份锆英砂、6‑9份硬脂酸锌、7‑10份碳酸二甲酯、10‑15份锡粉、7份‑10份纳米碳化硅、5份‑10份聚碳酸酯。本发明的铜基粉末冶金材料的拉伸强度可以达到600Mpa以上，伸长率可以达到5％以上，防腐性能良好；本发明的铜基粉末冶金材料具有良好的冷热加热性能，适用于制造各种弹性元件。

Description

一种铜基粉末冶金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及粉末冶金技术领域，具体涉及一种铜基粉末冶金材料及其制备方法。
背景技术
粉末冶金是一种以金属粉末为原料，经压制和烧结制成各种制品的加工方法。粉末冶金零件生产工艺的本质优势是，具有复杂零件的快速成型承力和材料高利用率。
粉末冶金的原材料为金属粉末，金属粉末主要是由各种金属原料分解成细小颗粒而混合组成的粉末。由于粉末冶金和铸造的工艺不同，金属粉末往往难以很好的融合，甚至压坯后脱模困难，需要进行配方改良。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种铜基粉末冶金材料及其制备方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种铜基粉末冶金材料，包括如下重量份的原料：40-60份铜包铁复合粉、15-25份石墨粉、7份-10份锆英砂、6-9份硬脂酸锌、7-10份碳酸二甲酯、10-15份锡粉、7份-10份纳米碳化硅、5份-10份聚碳酸酯。
本发明的有益效果是：本发明的铜基粉末冶金材料的拉伸强度可以达到600Mpa以上，伸长率可以达到5％以上，防腐性能良好；本发明的铜基粉末冶金材料具有良好的冷热加热性能，适用于制造各种弹性元件。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，包括如下重量份的原料：40份铜包铁复合粉、20份石墨粉、8份锆英砂、7份硬脂酸锌、8份碳酸二甲酯、12份锡粉、8份纳米碳化硅、10份聚碳酸酯。
一种铜基粉末冶金材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取上述重量份的原料，并加入到混合搅拌机中搅拌均匀，得到固体混合物一；
(2)将混合物一浸于水、甘油、聚甘油脂肪酸酯组成的混合液中，加热至60-70℃，搅拌60-80min，过滤得到固体混合物二；
(3)将固体混合物二使用高温气体吹干，并放入到模具中压制得到压坯；
(4)将压坯送入烧结炉中进行烧结，在真空条件下加热至350-400℃，保持1-2h，再升温至1000-1200℃，使用乙醇溶液进行熏蒸60-80min，然后降温至室温，得到所述铜基粉末冶金材料。
进一步，步骤(2)中，搅拌速率为150-250r/min。
进一步，步骤(4)中，升温速率为5-7℃/min；所述降温过程具体为，先将所述烧结炉冷却至700℃，然后吊去炉体，空冷至300℃，再在内罩上浇水至80℃以下，停气出炉，整个烧结过程均在氨分解气保护条件下进行。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
本实施例的一种铜基粉末冶金材料，包括如下重量份的原料：40份铜包铁复合粉、15份石墨粉、7份锆英砂、6份硬脂酸锌、7份碳酸二甲酯、5份锡粉、7份纳米碳化硅、5份聚碳酸酯。
本实施例的铜基粉末冶金材料的拉伸强度可以达到600Mpa以上，伸长率可以达到5％以上，防腐性能良好；本发明的铜基粉末冶金材料具有良好的冷热加热性能，适用于制造各种弹性元件。
本实施例的铜基粉末冶金材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取上述重量份的原料，并加入到混合搅拌机中搅拌均匀，得到固体混合物一；
(2)将混合物一浸于水、甘油、聚甘油脂肪酸酯组成的混合液中，加热至60℃，搅拌60min，过滤得到固体混合物二；
(3)将固体混合物二使用高温气体吹干，并放入到模具中压制得到压坯；
(4)将压坯送入烧结炉中进行烧结，在真空条件下加热至350℃，保持1h，再升温至1000℃，使用乙醇溶液进行熏蒸60min，然后降温至室温，得到所述铜基粉末冶金材料。
具体的，步骤(2)中，搅拌速率为150r/min。
具体的，步骤(4)中，升温速率为5℃/min；所述降温过程具体为，先将所述烧结炉冷却至700℃，然后吊去炉体，空冷至300℃，再在内罩上浇水至80℃以下，停气出炉，整个烧结过程均在氨分解气保护条件下进行。
实施例2
本实施例的一种铜基粉末冶金材料，包括如下重量份的原料：50份铜包铁复合粉、20份石墨粉、8份锆英砂、7份硬脂酸锌、8份碳酸二甲酯、6份锡粉、8份纳米碳化硅、8份聚碳酸酯。
本实施例的铜基粉末冶金材料的拉伸强度可以达到600Mpa以上，伸长率可以达到5％以上，防腐性能良好；本发明的铜基粉末冶金材料具有良好的冷热加热性能，适用于制造各种弹性元件。
本实施例的铜基粉末冶金材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取上述重量份的原料，并加入到混合搅拌机中搅拌均匀，得到固体混合物一；
(2)将混合物一浸于水、甘油、聚甘油脂肪酸酯组成的混合液中，加热至65℃，搅拌70min，过滤得到固体混合物二；
(3)将固体混合物二使用高温气体吹干，并放入到模具中压制得到压坯；
(4)将压坯送入烧结炉中进行烧结，在真空条件下加热至350-400℃，保持1.5h，再升温至1100℃，使用乙醇溶液进行熏蒸70min，然后降温至室温，得到所述铜基粉末冶金材料。
具体的，步骤(2)中，搅拌速率为200r/min。
具体的，步骤(4)中，升温速率为6℃/min；所述降温过程具体为，先将所述烧结炉冷却至700℃，然后吊去炉体，空冷至300℃，再在内罩上浇水至80℃以下，停气出炉，整个烧结过程均在氨分解气保护条件下进行。
实施例3
本实施例的一种铜基粉末冶金材料，包括如下重量份的原料：60份铜包铁复合粉、25份石墨粉、10份锆英砂、9份硬脂酸锌、10份碳酸二甲酯、7份锡粉、10份纳米碳化硅、10份聚碳酸酯。
本实施例的铜基粉末冶金材料的拉伸强度可以达到600Mpa以上，伸长率可以达到5％以上，防腐性能良好；本发明的铜基粉末冶金材料具有良好的冷热加热性能，适用于制造各种弹性元件。
本实施例的铜基粉末冶金材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取上述重量份的原料，并加入到混合搅拌机中搅拌均匀，得到固体混合物一；
(2)将混合物一浸于水、甘油、聚甘油脂肪酸酯组成的混合液中，加热至70℃，搅拌80min，过滤得到固体混合物二；
(3)将固体混合物二使用高温气体吹干，并放入到模具中压制得到压坯；
(4)将压坯送入烧结炉中进行烧结，在真空条件下加热至400℃，保持2h，再升温至1200℃，使用乙醇溶液进行熏蒸80min，然后降温至室温，得到所述铜基粉末冶金材料。
具体的，步骤(2)中，搅拌速率为250r/min。
具体的，步骤(4)中，升温速率为7℃/min；所述降温过程具体为，先将所述烧结炉冷却至700℃，然后吊去炉体，空冷至300℃，再在内罩上浇水至80℃以下，停气出炉，整个烧结过程均在氨分解气保护条件下进行。
对比例1：去除掉实施例1中的纳米碳化硅和硬脂酸锌，并采用与实施例1相同的制备方法制备得到对比例1的铜基粉末冶金材料。
对比例2：去除掉实施例2中的锆英砂和锡粉，并采用与实施例2相同的制备方法制备得到对比例2的铜基粉末冶金材料。
对本发明实施例和对比例制备的铜基粉末冶金材料的性能进行测试。本发明实施例和对比例制备的产品的性能如下表所示：
表1产品性能测试数据
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
横向断裂强度Mpa 722 752 743 421 418
拉伸强度Mpa 572 591 584 324 310
耐腐蚀性 无变化 无变化 无变化 发黄 发黄
表1中，耐腐蚀性能测试是采用10wt％氯化钠溶液浸泡510h。由表1可知，本发明实施例铜基粉末冶金材料制备的产品相比对比例，具有良好的横向断裂强度、拉伸强度和耐腐蚀性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种铜基粉末冶金材料，其特征在于，包括如下重量份的原料：40-60份铜包铁复合粉、15-25份石墨粉、7份-10份锆英砂、6-9份硬脂酸锌、7-10份碳酸二甲酯、5-7份锡粉、7份-10份纳米碳化硅、5份-10份聚碳酸酯。
2.根据权利要求1所述一种铜基粉末冶金材料，其特征在于，包括如下重量份的原料：40份铜包铁复合粉、20份石墨粉、8份锆英砂、7份硬脂酸锌、8份碳酸二甲酯、12份锡粉、8份纳米碳化硅、10份聚碳酸酯。
3.一种铜基粉末冶金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取权利要求1或2重量份的原料，并加入到混合搅拌机中搅拌均匀，得到固体混合物一；
(2)将混合物一浸于水、甘油、聚甘油脂肪酸酯组成的混合液中，加热至60-70℃，搅拌60-80min，过滤得到固体混合物二；
(3)将固体混合物二使用高温气体吹干，并放入到模具中压制得到压坯；
(4)将压坯送入烧结炉中进行烧结，在真空条件下加热至350-400℃，保持1-2h，再升温至1000-1200℃，使用乙醇溶液进行熏蒸60-80min，然后降温至室温，得到所述铜基粉末冶金材料。
4.根据权利要求3所述一种铜基粉末冶金材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，搅拌速率为150-250r/min。
5.根据权利要求3所述一种铜基粉末冶金材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，升温速率为5-7℃/min；所述降温过程具体为，先将所述烧结炉冷却至700℃，然后吊去炉体，空冷至300℃，再在内罩上浇水至80℃以下，停气出炉，整个烧结过程均在氨分解气保护条件下进行。
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