CN100462184C - 用于点焊电极的表面改性的颗粒增强铜基复合材料 - Google Patents

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Abstract

一种表面改性的颗粒增强铜基复合材料点焊电极。本发明包含的各组分及其体积百分比为：纯铜80.0%-95.0%，镀铜SiC颗粒5.0%-20.0%。本发明合理的选择基体和增强物的种类，通过对力学性能优良、有一定导电能力的SiC颗粒进行表面改性，改善其与铜基体的结合状况及在铜基体中的分布，从而获得了机械性能良好、硬度较高、导电性能好的铜基复合材料的点焊电极，大大延长了点焊电极的寿命，而且制备工艺比较简单、成本较低。

Description

用于点焊电极的表面改性的颗粒增强铜基复合材料
技术领域
本发明涉及的是一种复合材料技术领域的点焊电极材料，具体是一种用于点焊电极的表面改性的颗粒增强铜基复合材料。
背景技术
在汽车制造业中，为了提高车体的使用寿命，增强车体材料的抗腐蚀性能，具有优异防腐蚀性能的镀锌钢板在轿车制造业中的应用越来越广泛。但镀锌钢板的焊接性与低碳钢相比较差，点焊过程中飞溅较大，使点焊电极烧损较快，电极寿命低，而且焊接质量不稳定。现有的电极点焊无镀层钢板时可焊几千个焊点，而点焊镀锌钢板则只能焊500个左右的焊点就需要更换或修理电极。当前主要是通过添加Cr、Zr、Ag等合金元素合金化或在铜合金中加一定比例的陶瓷颗粒如Al2O3等制成弥散强化铜合金。但合金元素的加入往往引起材料的导电、导热性能下降较大。高温下弥散的Al2O3粒子会聚集长成粗大的粒子且Cu和Al2O3有剧烈的分离倾向，难以保障合金的耐热稳定性，不能获得所期望的良好性能。SiC具有较好的导电能力，利用SiC颗粒增强的铜基复合材料具有较高的耐磨性、高温力学性能和较低的热膨胀系数，且制备工艺简单，成本较低。
经对现有技术的文献检索发现，戴峰泽等在《热加工工艺》2005，1:54-55上发表的“微米SiCp/Cu基复合材料的组织与性能”一文中，制备了SiC颗粒增强的Cu基复合材料，其硬度随SiC颗粒体积分数的增加而上升，但其抗拉强度和导电率均下降较快。
发明内容
本发明的目的在于针对背景技术中的不足，提供一种用于点焊电极的表面改性的颗粒增强铜基复合材料，通过对SiC增强颗粒表面镀铜，使铜基复合材料具有良好的导电性能和优良的机械性能，克服当前点焊电极寿命短的问题。
本发明是通过下述方案实现的，本发明所述的用于点焊电极的表面改性的颗粒增强铜基复合材料，包含的各组分及其重量百分比为：纯铜88.0％-97.5％，表面镀铜的SiC颗粒2.5％-12.0％。
所述的纯铜采用电解铜粉，粒度小于45μm，纯度高于99.7％。
所述的镀铜SiC颗粒采用的SiC平均粒度7-20μm，并通过化学镀铜工艺制备而成，SiC与铜镀层质量比为1:1。
将上述纯铜与镀铜SiC颗粒通过混合、球磨、冷压、烧结、热挤压的粉末冶金工艺制备成复合材料，并通过机械加工制成点焊电极。
本发明选择SiC作为增强颗粒，并对其表面进行化学镀铜，获得了增强颗粒分布均匀，与铜基体结合良好，力学性能优良并具有优异导电、导热能力的铜基复合材料点焊电极，而且制备工艺简单、成本低。通过对SiC颗粒表面镀铜制备的点焊电极，不仅可以提高其导电、导热性能，而且能够改善SiC颗粒与铜基体的结合，解决SiC颗粒分布不均匀的问题，从而提高电极的硬度、软化温度和高温强度，有效延长点焊电极的寿命。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本实施例复合材料采用粉末冶金工艺及机械加工技术能够制备成为点焊电极，其制备的具体步骤如下：
(1)选用的SiC颗粒尺寸为7～20μm，通过化学镀覆工艺在其表面沉积一层铜涂层，铜涂层与SiC重量比约为1:1。选用的铜粉为电解铜粉，粒度小于45μm，纯度高于99.7％。
(2)将上述粉末按所涉设计的重量百分比连同玛瑙球在球磨机上进行球磨，使之混合均匀。
(3)将混合均匀的粉末放入模具，在室温下冷压成型。
(4)将压坯在真空炉中烧结。
(5)将烧结后的压坯进行热挤压
(6)通过机械加工制成点焊电极。
实施例1：
按电解铜粉重量比为97.5％、镀铜SiC粉重量比为2.5％进行配比，通过粉末冶金工艺及机械加工制备出致密度≥99.5％的铜基复合材料点焊电极。复合材料的硬度(HRB)为77，电导率86.5％IACS，抗拉强度247.6MPa。与普通CuCrZr合金(Cu-0.65％Cr-0.08％Zr，重量百分比)相比(电导率74.5％IACS，75HRB)，均有明显提高，这将延缓点焊电极的失效，从而提高电极的寿命。
实施例2：
按电解铜粉重量比为94.5％、镀铜SiC粉重量比为5.5％进行配比，通过粉末冶金工艺及机械加工制备出致密度≥99.5％的铜基复合材料点焊电极。复合材料的硬度(HRB)为82，电导率为84.1％IACS；抗拉强度263.9MPa。与普通CuCrZr合金(Cu-0.65％Cr-0.08％Zr，重量百分比)相比(电导率74.5％IACS，75HRB)，均有明显提高，这将延缓点焊电极的失效，从而提高电极的寿命。
实施例3：
按电解铜粉重量比为91.5％、镀铜SiC粉重量比为8.5％进行配比，通过粉末冶金工艺及机械加工制备出致密度≥99.5％的铜基复合材料点焊电极。复合材料的硬度(HRB)为86，电导率为81.3％IACS；抗拉强度289.4MPa。与普通CuCrZr合金(Cu-0.65％Cr-0.08％Zr，重量百分比)相比(电导率74.5％IACS，75HRB)，均有明显提高，这将延缓点焊电极的失效，从而提高电极的寿命。
实施例4：
按电解铜粉重量比为88.0％、镀铜SiC粉重量比为12.0％进行配比，通过粉末冶金工艺及机械加工制备出致密度≥99.5％的铜基复合材料点焊电极。复合材料的硬度(HRB)为91，电导率为77.9％IACS；抗拉强度317.2MPa。与普通CuCrZr合金(Cu-0.65％Cr-0.08％Zr，重量百分比)相比(电导率74.5％IACS，75HRB)，均有明显提高，这将延缓点焊电极的失效，从而提高电极的寿命。

Claims (3)

1.一种用于点焊电极的表面改性的颗粒增强铜基复合材料，其特征在于，包含的各组分及其重量百分比为：纯铜88.0％-97.5％，表面化学镀铜的SiC颗粒2.5％-12.0％。
2.根据权利要求1所述的用于点焊电极的表面改性的颗粒增强铜基复合材料，其特征是，所述的纯铜采用电解铜粉，粒度小于45μm，纯度高于99.7％。
3.根据权利要求1所述的用于点焊电极的表面改性的颗粒增强铜基复合材料，其特征是，所述的SiC颗粒平均粒度为7-20μm，SiC与铜镀层的质量比为1:1。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102031410A (zh) * 2010-11-12 2011-04-27 哈尔滨工业大学 高强耐磨自润滑铜基复合材料
CN105220006A (zh) * 2015-11-02 2016-01-06 苏州金仓合金新材料有限公司 一种车辆轴承用镀镍碳化硅颗粒增强铜基复合材料及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6187836A (ja) * 1984-10-08 1986-05-06 Toyota Motor Corp 繊維強化金属複合材料の製造方法
JPS6195786A (ja) * 1984-10-18 1986-05-14 Toyota Motor Corp 電極用炭化ケイ素繊維強化銅複合材料
EP1284250A1 (en) * 1998-09-14 2003-02-19 Sumitomo Electric Industries Co., Ltd. A method for manufacturing a composite material
CN1492063A (zh) * 2003-09-11 2004-04-28 郑州大学 碳化硅／铜金属陶瓷高温电接触复合材料制备方法
CN1563460A (zh) * 2004-03-26 2005-01-12 哈尔滨工业大学 一种SiC/Cu复合材料及其制备方法
CN1666833A (zh) * 2005-04-07 2005-09-14 上海交通大学 镀铜碳化硅颗粒增强镁基复合材料的制备方法
CN1667149A (zh) * 2005-04-07 2005-09-14 上海交通大学 镀铜碳化硅颗粒增强镁基复合材料

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6187836A (ja) * 1984-10-08 1986-05-06 Toyota Motor Corp 繊維強化金属複合材料の製造方法
JPS6195786A (ja) * 1984-10-18 1986-05-14 Toyota Motor Corp 電極用炭化ケイ素繊維強化銅複合材料
EP1284250A1 (en) * 1998-09-14 2003-02-19 Sumitomo Electric Industries Co., Ltd. A method for manufacturing a composite material
CN1492063A (zh) * 2003-09-11 2004-04-28 郑州大学 碳化硅／铜金属陶瓷高温电接触复合材料制备方法
CN1563460A (zh) * 2004-03-26 2005-01-12 哈尔滨工业大学 一种SiC/Cu复合材料及其制备方法
CN1666833A (zh) * 2005-04-07 2005-09-14 上海交通大学 镀铜碳化硅颗粒增强镁基复合材料的制备方法
CN1667149A (zh) * 2005-04-07 2005-09-14 上海交通大学 镀铜碳化硅颗粒增强镁基复合材料

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
微米SiCp/Cu基复合材料的组织与性能. 戴峰泽，许晓静.热加工工艺，第1期. 2005
微米SiCp/Cu基复合材料的组织与性能. 戴峰泽，许晓静.热加工工艺，第1期. 2005 *

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