CN104384496B - 一种氧化镁铜基复合材料及其粉末冶金制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氧化镁铜基复合材料及其粉末冶金制备方法，按以下原料重量份数配比制成：氧化镁颗粒15‑30份、二氧化硅颗粒4‑15份、铜粉35‑65份、碳化钼颗粒15‑45份、碳化钛颗粒12‑35份。上述各组分经混合均匀、烧结、冷却即可获得一种氧化镁铜基复合材料。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料、冶金技术领域，尤其涉及一种氧化镁铜基复合材料及其粉末冶金制备方法。
背景技术
研制、开发高强度、高导电铜基导电材料一直是铜合金研究的热点之一。许多应用领域要求所用材料需高导电性及高强度兼备。例如，为了产生高的脉冲磁场，要求所用导体材料不仅要有低的电阻率以降低热效应，同时还要具有足够的强度来承受巨大的洛仑兹力。随着集成电路封装向高密度方向发展，开发强度大于600MPa，电导率大于MS/m的铜基引线框架合金也一直是近年来关注的热点。此外，高强度、高导电铜基导电材料还可以用于制造电阻焊电极、电车及电力火车架空导线、连铸结晶器内衬、电气工程开关触桥等。
根据不同的结构和性能特点，高强度、高导电铜基导电材料可分为高强度、高导电铜合金和高强度、高导电铜基复合材料两大类。后者又可根据强化相的形态分为弥散强化铜和形变铜基复合材料。两类材料在强化机制、制备工艺、性能特点乃至应用领域等方面都不尽相同。
发明内容
解决的技术问题:
为了得到一种导电性能好、强度高且耐磨损的铜基复合材料，本发明提供了一种氧化镁铜基复合材料及其粉末冶金制备方法。
技术方案：
一种氧化镁铜基复合材料，按以下原料重量份数配比制成：氧化镁颗粒15-30份、二氧化硅颗粒4-15份、铜粉35-65份、碳化钼颗粒15-45份、碳化钛颗粒12-35份。
作为本发明的一种优选方案，按以下原料重量份数配比制成：氧化镁颗粒20-25份、二氧化硅颗粒7-12份、铜粉40-55份、碳化钼颗粒20-40份、碳化钛颗粒15-30份。
作为本发明的一种优选方案，所述材料的各粉末粒径如下：氧化镁颗粒150-300目、二氧化硅颗粒200-350目、铜粉150-300目、碳化钼颗粒200-450目、碳化钛颗粒200-450目。
一种氧化镁铜基复合材料的粉末冶金制备方法，包含以下步骤：
(1)将氧化镁颗粒、二氧化硅颗粒、铜粉、碳化钼颗粒和碳化钛颗粒混合置于混料装置内，利用压力为0.55-0.75MPa的高压气体将上述粉末吹起，5-9分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；
(2)将上述混合均匀的粉末在240-300吨的压力下压制成型，在保护气氛条件下采用3阶段升温的方式进行烧结，3阶段的温度分别为490℃、750℃、960℃，每阶段烧结时间为2-5小时，烧结完成后进行再次压力成型；
(3)最后，随炉缓慢降温即可获得氧化镁铜基复合材料；
作为本发明的一种优选技术方案，步骤(1)中用压力为0.6-0.7MPa的高压气体将所有物料粉末吹起，6-8分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；
作为本发明的一种优选技术方案，步骤(2)中在260-290吨的压力下将经步骤(1)混合均匀的粉末压制成型。
有益效果
本发明所述一种氧化镁铜基复合材料及其粉末冶金制备方法，与现有技术相比具有以下技术效果：制备得到的氧化镁铜基复合材料导电性能好、强度高且耐磨损。
具体实施方式
实施例1：
一种氧化镁铜基复合材料，按以下原料重量份数配比制成：氧化镁颗粒15份、二氧化硅颗粒4份、铜粉35份、碳化钼颗粒15份、碳化钛颗粒12份。
所述材料的各粉末粒径如下：氧化镁颗粒150目、二氧化硅颗粒200目、铜粉150目、碳化钼颗粒200目、碳化钛颗粒200目。
一种氧化镁铜基复合材料的粉末冶金制备方法，包含以下步骤：
(1)将氧化镁颗粒、二氧化硅颗粒、铜粉、碳化钼颗粒和碳化钛颗粒混合置于混料装置内，利用压力为0.55MPa的高压气体将上述粉末吹起，5分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；
(2)将上述混合均匀的粉末在240吨的压力下压制成型，在保护气氛条件下采用3阶段升温的方式进行烧结，3阶段的温度分别为490℃、750℃、960℃，每阶段烧结时间为2小时，烧结完成后进行再次压力成型；
(3)最后，随炉缓慢降温即可获得氧化镁铜基复合材料。
实施例2：
一种氧化镁铜基复合材料，按以下原料重量份数配比制成：氧化镁颗粒20份、二氧化硅颗粒7份、铜粉40份、碳化钼颗粒25份、碳化钛颗粒17份。
所述材料的各粉末粒径如下：氧化镁颗粒200目、二氧化硅颗粒250目、铜粉200目、碳化钼颗粒250目、碳化钛颗粒250目。
一种氧化镁铜基复合材料的粉末冶金制备方法，包含以下步骤：
(1)将氧化镁颗粒、二氧化硅颗粒、铜粉、碳化钼颗粒和碳化钛颗粒混合置于混料装置内，利用压力为0.6MPa的高压气体将上述粉末吹起，6分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；
(2)将上述混合均匀的粉末在250吨的压力下压制成型，在保护气氛条件下采用3阶段升温的方式进行烧结，3阶段的温度分别为490℃、750℃、960℃，每阶段烧结时间为3小时，烧结完成后进行再次压力成型；
(3)最后，随炉缓慢降温即可获得氧化镁铜基复合材料。
实施例3：
一种氧化镁铜基复合材料，按以下原料重量份数配比制成：氧化镁颗粒25份、二氧化硅颗粒10份、铜粉50份、碳化钼颗粒35份、碳化钛颗粒26份。
所述材料的各粉末粒径如下：氧化镁颗粒250目、二氧化硅颗粒300目、铜粉250目、碳化钼颗粒300目、碳化钛颗粒300目。
一种氧化镁铜基复合材料的粉末冶金制备方法，包含以下步骤：
(1)将氧化镁颗粒、二氧化硅颗粒、铜粉、碳化钼颗粒和碳化钛颗粒混合置于混料装置内，利用压力为0.65MPa的高压气体将上述粉末吹起，7分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；
(2)将上述混合均匀的粉末在250吨的压力下压制成型，在保护气氛条件下采用3阶段升温的方式进行烧结，3阶段的温度分别为490℃、750℃、960℃，每阶段烧结时间为4小时，烧结完成后进行再次压力成型；
(3)最后，随炉缓慢降温即可获得氧化镁铜基复合材料。
实施例4：
一种氧化镁铜基复合材料，按以下原料重量份数配比制成：氧化镁颗粒30份、二氧化硅颗粒15份、铜粉65份、碳化钼颗粒45份、碳化钛颗粒35份。
所述材料的各粉末粒径如下：氧化镁颗粒300目、二氧化硅颗粒350目、铜粉300目、碳化钼颗粒450目、碳化钛颗粒450目。
一种氧化镁铜基复合材料的粉末冶金制备方法，包含以下步骤：
(1)将氧化镁颗粒、二氧化硅颗粒、铜粉、碳化钼颗粒和碳化钛颗粒混合置于混料装置内，利用压力为0.75MPa的高压气体将上述粉末吹起，9分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；
(2)将上述混合均匀的粉末在300吨的压力下压制成型，在保护气氛条件下采用3阶段升温的方式进行烧结，3阶段的温度分别为490℃、750℃、960℃，每阶段烧结时间为5小时，烧结完成后进行再次压力成型；
(3)最后，随炉缓慢降温即可获得氧化镁铜基复合材料。
Claims (5)
1.一种氧化镁铜基复合材料，其特征在于，按以下原料重量份数配比制成：氧化镁颗粒15-30份、二氧化硅颗粒4-15份、铜粉35-65份、碳化钼颗粒15-45份、碳化钛颗粒12-35份；所述氧化镁铜基复合材料由以下步骤制得：(1)将氧化镁颗粒、二氧化硅颗粒、铜粉、碳化钼颗粒和碳化钛颗粒混合置于混料装置内，利用压力为0.55-0.75MPa的高压气体将上述粉末吹起，5-9分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；(2)将上述混合均匀的粉末在240-300吨的压力下压制成型，在保护气氛条件下采用3阶段升温的方式进行烧结，3阶段的温度分别为490℃、750℃、960℃，每阶段烧结时间为2-5小时，烧结完成后进行再次压力成型；(3)最后，随炉缓慢降温即可获得氧化镁铜基复合材料。
2.根据权利要求1所述一种氧化镁铜基复合材料，其特征在于，按以下原料重量份数配比制成：氧化镁颗粒20-25份、二氧化硅颗粒7-12份、铜粉40-55份、碳化钼颗粒20-40份、碳化钛颗粒15-30份。
3.根据权利要求1所述一种氧化镁铜基复合材料，其特征在于，所述材料的各粉末粒径如下：氧化镁颗粒150-300目、二氧化硅颗粒200-350目、铜粉150-300目、碳化钼颗粒200-450目、碳化钛颗粒200-450目。
4.根据权利要求1所述一种氧化镁铜基复合材料，其特征在于，步骤(1)中用压力为0.6-0.7MPa的高压气体将所有物料粉末吹起，6-8分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合。
5.根据权利要求1所述一种氧化镁铜基复合材料，其特征在于，步骤(2)中在260-290吨的压力下将经步骤(1)混合均匀的粉末压制成型。
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