CN108149044A - 一种氧化锆弥散强化铜合金的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种氧化锆弥散强化铜合金的制备方法，将铜粉和氧化锆粉末混合均匀装入充满氮气的真空箱中，放入球磨机中，将球磨机密封好，在球磨机中球磨30‑48h，制备出过饱和的Cu‑ZrO2纳米粉末；将硼粉加入该过饱和Cu‑ZrO2纳米粉末中，混合均匀，放入真空热压炉，抽真空并通循环水，设定加热温度，达到设定的加热温度后，开始加压烧结，加压烧结3‑4h后缓慢降温，期间保持真空和通循环水，自然冷却降温至室温后，将所得产物取出，即得到氧化锆弥散强化铜合金。本发明的方法简单易操作，所得到的氧化锆弥散强化铜合金具有超高的硬度和强度，并具有优良的导线性能，稳定性好，成本低。

Description

一种氧化锆弥散强化铜合金的制备方法
技术领域
本发明涉及粉末冶金材料制备技术领域，尤其是一种氧化锆弥散强化铜合金的制备方法
背景技术
弥散强化铜合金是具有优良综合物理力学性能的铜基材料，具有较高的比强度、比模量，良好的导热性、导电性、耐磨性、高温性能，较低的热膨胀系数，较高的尺寸稳定性等综合性能。弥散强化铜的屈服强度和抗拉强度高，甚至退火后仍保有大部分屈服强度，退火可以提高铜合金的延性，但由于弥散强化铜的屈服强度保有率高，因此在高传导性铜合金中，加工硬化的弥散强化铜屈服强度最高。弥散强化铜的强度可以与多种钢相媲美，而传导性却与铜相似。
目前，高强高导氧化锆弥散强化铜合金的制备方法主要有：粉末冶金法，内氧化法，机械合金化法，快速凝固法和大塑性变形等。
现有的高强高导铜合金及其制备方法还存在着许多问题，例如材料性能还不能满足日益发展的高新科技的要求，制备工艺复杂，生产过程难以控制，生产成本高，产品性能不稳定等，这些问题严重制约了高强高导铜合金的未来发展和应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氧化锆弥散强化铜合金的制备方法，该方法操作简单，容易实现，改善了现有制备方法存在的不足，得到性能更加优异更加稳定的氧化锆弥散强化铜合金。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种氧化锆弥散强化铜合金的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将铜粉和氧化锆粉末混合均匀装入充满氮气的真空箱中，然后放入球磨机中，将球磨机密封好，在球磨机中球磨30-48h，制备出过饱和的Cu-ZrO2纳米粉末；
(2)将硼粉加入该过饱和的Cu-ZrO2纳米粉末中，混合均匀，放入真空热压炉，抽真空并通循环水，设定加热温度；
(3)达到设定的加热温度后，开始在30-40MPa下加压烧结，加压烧结3-4h后缓慢降温，期间保持真空和通循环水，自然冷却降温至室温后，将所得产物取出，即得到氧化锆弥散强化铜合金。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的一种氧化锆弥散强化铜合金的制备方法的制备方法，其中，步骤(1)中球料比为(8-15)：1，球磨机的转速为180-260rpm。
前述的一种氧化锆弥散强化铜合金的制备方法的制备方法，其中，步骤(1)中球料比为10:1，球磨机的转速为200rpm，球磨时间为40-48h。
前述的一种氧化锆弥散强化铜合金的制备方法的制备方法，其中，步骤(1)铜粉和氧化锆粉末的质量比为(60-70)：10，铜粉和铝粉的粒径均小于300目。
前述的一种氧化锆弥散强化铜合金的制备方法的制备方法，其中，步骤(2)加热温度设定为900-1000℃。
前述的一种氧化锆弥散强化铜合金的制备方法的制备方法，其中，步骤(2)加热温度设定为900℃。
前述的一种氧化锆弥散强化铜合金的制备方法的制备方法，其中，步骤(3)加压烧结的压力为35MPa，加压烧结时间为3h。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，借由上述技术方案，本发明一种氧化锆弥散强化铜合金的制备方法可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：
本发明的方法操作简单，容易实现，所采用的原料安全环保无污染，且成本低，进一步降低了生产成本，得到的氧化锆弥散强化铜合金具有超高的硬度和强度，以及优良的导电性能，稳定性强，应用范围广，满足使用要求，实用性强。
综上所述，本发明一种氧化锆弥散强化铜合金的制备方法在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。
附图说明
无
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的一种氧化锆弥散强化铜合金的制备方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
本发明的铜合金是按照以下方法制备的：
将铜粉和氧化锆粉末混合均匀装入充满氮气的真空箱中，然后放入球磨机中，将球磨机密封好，其中球料比为(8-15)：1，球磨机的转速为180-260rpm，在球磨机中球磨30-48h，制备出过饱和的Cu-ZrO2纳米粉末；将硼粉加入该过饱和的Cu-ZrO2纳米粉末中，混合均匀，放入真空热压炉，抽真空并通循环水，将加热温度设定为900-1000℃，达到设定的加热温度后，开始在30-40MPa下加压烧结，加压烧结3-4h后缓慢降温，期间保持真空和通循环水，自然冷却降温至室温后，将所得产物取出，即得到氧化锆弥散强化铜合金。
较佳地，铜粉和铝粉的质量比为(60-70)：10，其中铜粉和铝粉的粒径均小于300目。
较佳地，球磨时，球料比为10:1，球磨机的转速为200rpm，球磨时间为40-48h。
较佳地，加热温度设定为900℃，加压烧结的压力为35MPa，加压烧结时间为3h。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种氧化锆弥散强化铜合金的制备方法，其特征在于其包括以下步骤：
(1)将铜粉和氧化锆粉末混合均匀装入充满氮气的真空箱中，然后放入球磨机中，将球磨机密封好，在球磨机中球磨30-48h，制备出过饱和的Cu-ZrO2纳米粉末；
(2)将硼粉加入该过饱和的Cu-ZrO2纳米粉末中，混合均匀，放入真空热压炉，抽真空并通循环水，设定加热温度；
(3)达到设定的加热温度后，开始在30-40MPa下加压烧结，加压烧结3-4h后缓慢降温，期间保持真空和通循环水，自然冷却降温至室温后，将所得产物取出，即得到氧化锆弥散强化铜合金。
2.如权利要求1所述的氧化锆弥散强化铜合金的制备方法，其特征在于步骤(1)中球料比为(8-15)：1，球磨机的转速为180-260rpm。
3.如权利要求1所述的氧化锆弥散强化铜合金的制备方法，其特征在于步骤(1)中球料比为10:1，球磨机的转速为200rpm，球磨时间为40-48h。
4.如权利要求1所述的氧化锆弥散强化铜合金的制备方法，其特征在于步骤(1)铜粉和氧化锆粉末的质量比为(60-70)：10，铜粉和铝粉的粒径均小于300目。
5.如权利要求1所述的氧化锆弥散强化铜合金的制备方法，其特征在于步骤(2)加热温度设定为900-1000℃。
6.如权利要求1所述的氧化锆弥散强化铜合金的制备方法，其特征在于步骤(2)加热温度设定为900℃。
7.如权利要求1所述的氧化锆弥散强化铜合金的制备方法，其特征在于步骤(3)加压烧结的压力为35MPa，加压烧结时间为3h。
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