CN105478507A - 一种等通道转角挤压制备弥散强化铜基复合材料的方法 - Google Patents
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Abstract
一种等通道转角挤压制备弥散强化铜基复合材料的方法,将热挤压、轧制、拉拔或旋锻加工成型后的弥散强化铜基复合材料,经200-900℃预热保温0.5-5h后送入已预热至100-500℃且涂抹润滑剂的等通道转角挤压模具(3)中,以挤压力(1)100-1000MPa,挤压速度1-100mm/min对弥散强化铜基复合材料棒材、板材、管材、方形料等进行挤压成型,每道次挤压后,再进行下一道次的挤压,共进行2-10道次挤压。本发明有效地细化了弥散强化铜基复合材料的晶粒,提高了弥散强化铜基复合材料的强度、硬度、导电率等综合性能,具有操作简单、加工效率高、成本低等优点。本发明制备的弥散强化铜基复合材料可广泛地应用于航空、航天、电子、制造等领域。
Description
技术领域
本发明属于金属基复合材料成型技术领域,特别涉及一种等通道转角挤压制备弥散强化铜基复合材料的方法。
背景技术
等通道转角挤压(EqualChannelAngularPressing,简称ECAP)是一种使材料通过等通道时发生纯剪切变形来细化晶粒的大塑性变形加工方法。自上世纪80年代,由前苏联的学者Segal提出等通道转角挤压技术后,国内外学者对等通道转角挤压技术的装置及其加工方法进行了大量的研究。
弥散强化铜基复合材料是颗粒增强铜基复合材料的一种,其强化相主要有:Al2O3,TiB2,WC,金刚石,石墨,纳米碳管等,颗粒强化相细小、弥散分布于铜基复合材料基体中。弥散强化铜基复合材料因具有高强度、良好的导电性和抗高温软化性能,被广泛地应用于航空、航天、电子、制造等领域,其制备方法主要有:熔铸,熔渗,粉末冶金,机械合金化,内氧化,反应合成原位复合等。以上现有的制备方法得到的弥散强化铜基复合材料经热挤压后仍需经大应变塑性变形加工强化。
国内外研究报道的制备弥散强化铜基复合材料的后续变形加工方法主要有轧制、拉拔和旋锻等。因此,研究合适的等通道转角挤压工艺应用于制备弥散强化铜基复合材料,使弥散强化铜基复合材料的晶粒进一步细化,以期获得综合性能更优的弥散强化铜基复合材料,具有非常重要的意义和广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的是为现有制备方法得到的热挤压、轧制、拉拔和旋锻加工等塑性变形加工强化后的弥散强化铜基复合材料设计合适的等通道转角挤压工艺,使弥散强化铜基复合材料的晶粒进一步细化,以提高弥散强化铜基复合材料强度、硬度、导电率和抗高温软化性能。
本发明的技术方案是,将现有方法制备的热挤压、轧制、拉拔或旋锻加工成型后的弥散强化铜基复合材料进行等通道转角挤压。
一种等通道转角挤压制备弥散强化铜基复合材料的方法如下:
将热挤压、轧制、拉拔或旋锻加工成型后的弥散强化铜基复合材料经预热保温后送入已预热且涂抹润滑剂的等通道转角挤压模具中,对弥散强化铜基复合材料棒材、板材、管材、方形料进行挤压成型,每道次挤压后,再进行下一道次的挤压,共进行2-10道次挤压。
所述成型后的弥散强化铜基复合材料挤压前预热温度为200-900℃。
所述成型后的弥散强化铜基复合材料挤压前预热的保温时间为0.5-5h。
所述等通道转角挤压模具在挤压前的预热温度为100-500℃。
所述对弥散强化铜基复合材料棒材、板材、管材、方形料进行挤压成型的挤压压力为100-1000MPa。
所述对弥散强化铜基复合材料棒材、板材、管材、方形料进行挤压成型的挤压速度为1-100mm/min。
本发明与其他的变形强化制备弥散强化铜基复合材料的工艺方法相比,本发明有以下优点:(1)将热挤压、轧制、拉拔和旋锻加工等塑性变形加工后的弥散强化铜基复合材料晶粒进一步细化,获得的弥散强化铜基复合材料性能更优;(2)弥散强化铜基复合材料挤压前的预热温度、保温时间、等通道转角挤压模具的预热温度、挤压压力、挤压速度、挤压道次数的配合使弥散强化铜基复合材料在通过挤压通道受纯剪切变形后,晶粒细化效果更明显;(3)本发明的工艺流程短,操作简单,生产成本低,加工效率高。
附图说明
图1是本发明采用的等通道转角挤压模具的结构示意图;
图2是本发明采用的等通道转角挤压制备的氧化铝弥散强化铜基复合材料组织的扫描电镜图;
图中,1是挤压力P;2是活塞;3是模具;4是测试材料。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明,但本发明的保护内容不局限于以下实施例。
本发明在等通道转角挤压模具中实施,等通道转角挤压模具的结构如图1所示。
实施例1
将热挤压、拉拔或旋锻加工成型后的1%Al2O3/Cu铜基复合材料经600℃预热保温1h后送入已预热至200℃且涂抹润滑剂的等通道转角挤压模具中,以压力500MPa,挤压速度5mm/min对弥散强化铜基复合材料棒材、板材、管材、方形料等进行挤压成型,每道次挤压后,再进行下一道次的挤压,共进行2道次挤压。本实施例采用的等通道转角挤压制备的氧化铝弥散强化铜基复合材料组织的扫描电镜图如图2所示。
实施例2
将热挤压、拉拔或旋锻加工成型后的0.8%TiB2/Cu铜基复合材料经700℃预热保温2h后送入已预热至300℃且涂抹润滑剂的等通道转角挤压模具中,以压力600MPa,挤压速度10mm/min对弥散强化铜基复合材料棒材、板材、管材、方形料等进行挤压成型,每道次挤压后,再进行下一道次的挤压,共进行4道次挤压。
实施例3
将热挤压、拉拔或旋锻加工成型后的0.6%WC/Cu铜基复合材料经800℃预热保温3h后送入已预热至350℃且涂抹润滑剂的等通道转角挤压模具中,以压力800MPa,挤压速度20mm/min对弥散强化铜基复合材料棒材、板材、管材、方形料等进行挤压成型,每道次挤压后,再进行下一道次的挤压,共进行6道次挤压。
实施例4
将热挤压、拉拔或旋锻加工成型后的0.5%金刚石/Cu铜基复合材料经850℃预热保温3h后送入已预热至350℃且涂抹润滑剂的等通道转角挤压模具中,以压力800MPa,挤压速度20mm/min对弥散强化铜基复合材料棒材、板材、管材、方形料等进行挤压成型,每道次挤压后,再进行下一道次的挤压,共进行6道次挤压。
实施例5
将热挤压、拉拔或旋锻加工成型后的0.3%石墨/Cu铜基复合材料经700℃预热保温4h后送入已预热至400℃且涂抹润滑剂的等通道转角挤压模具中,以压力900MPa,挤压速度20mm/min对弥散强化铜基复合材料棒材、板材、管材、方形料等进行挤压成型,每道次挤压后,再进行下一道次的挤压,共进行6道次挤压。
实施例6
将热挤压、拉拔或旋锻加工成型后的1.2%TiSiC2/Cu铜基复合材料经900℃预热保温5h后送入已预热至500℃且涂抹润滑剂的等通道转角挤压模具中,以压力1000MPa,挤压速度50mm/min对弥散强化铜基复合材料棒材、板材、管材、方形料等进行挤压成型,每道次挤压后,再进行下一道次的挤压,共进行8道次挤压。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
Claims (6)
1.一种等通道转角挤压制备弥散强化铜基复合材料的方法,其特征在于,所述方法将热挤压、轧制、拉拔或旋锻加工成型后的弥散强化铜基复合材料经预热保温后送入已预热且涂抹润滑剂的等通道转角挤压模具中,对弥散强化铜基复合材料棒材、板材、管材、方形料进行挤压成型,每道次挤压后,再进行下一道次的挤压,共进行2-10道次挤压。
2.根据权利要求1所述的一种等通道转角挤压制备弥散强化铜基复合材料的方法,其特征在于,所述成型后的弥散强化铜基复合材料挤压前预热的温度为200-900℃。
3.根据权利要求1所述的一种等通道转角挤压制备弥散强化铜基复合材料的方法,其特征在于,所述成型后的弥散强化铜基复合材料挤压前预热的保温时间为0.5-5h。
4.根据权利要求1所述的一种等通道转角挤压制备弥散强化铜基复合材料的方法,其特征在于,所述等通道转角挤压模具在挤压前的预热温度为100-500℃。
5.根据权利要求1所述的一种等通道转角挤压制备弥散强化铜基复合材料的方法,其特征在于,所述对弥散强化铜基复合材料棒材、板材、管材、方形料进行挤压成型的挤压压力为100-1000MPa。
6.根据权利要求1所述的一种等通道转角挤压制备弥散强化铜基复合材料的方法,其特征在于,所述对弥散强化铜基复合材料棒材、板材、管材、方形料进行挤压成型的挤压速度为1-100mm/min。
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