CN105838911A - 一种制备氧化铝弥散强化铜的方法 - Google Patents

一种制备氧化铝弥散强化铜的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105838911A
CN105838911A CN201610360623.9A CN201610360623A CN105838911A CN 105838911 A CN105838911 A CN 105838911A CN 201610360623 A CN201610360623 A CN 201610360623A CN 105838911 A CN105838911 A CN 105838911A
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
alumina dispersion
dispersion strengthened
strengthened copper
resistance furnace
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610360623.9A
Other languages
English (en)
Inventor
郭曙强
郭磊
马帅
刘杰
张满
丁伟中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Shanghai for Science and Technology filed Critical University of Shanghai for Science and Technology
Priority to CN201610360623.9A priority Critical patent/CN105838911A/zh
Publication of CN105838911A publication Critical patent/CN105838911A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05—Mixtures of metal powder with non-metallic powder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明公开了一种制备氧化铝弥散强化铜的方法，其步骤为：将Cu‑Al合金粉与Cu2O粉按照一定比例混合均匀，将混合粉末置于电阻炉内，依次进行内氧化，还原处理。混合粉末还原后，在150‑250MPa，保压时间1‑2分钟的条件下进行冷等静压处理，随后进行烧结。烧结处理后直接进行冷变形可制得氧化铝弥散强化铜。本发明特点是避免了传统工艺中的致密化与热挤压工艺。本发明方法制备氧化铝弥散强化铜工艺过程简单，成本低，适合于批量生产，制得的氧化铝弥散强化铜具有较好的导电率、硬度及抗拉强度。

Description

一种制备氧化铝弥散强化铜的方法
技术领域
本发明涉及一种制备氧化铝弥散强化铜的方法，属于粉末冶金技术领域。
背景技术
氧化铝弥散强化铜是一类具有优良物理性能和力学性能的结构功能材料，被广泛的运用于集成电路引线框架，连铸机结晶器内衬，高速电气化铁路架空导线和电阻焊电极等，目前已经日益成为人们研究的热点。氧化铝弥散强化铜是向铜基体中引入细小弥散分布的氧化铝颗粒作为增强相，强化铜基体的复合材料。传统的氧化铝弥散强化铜合金的制备工艺流程为 ：Cu-Al合金+氧源（Cu2O）混合均匀→内氧化→破碎筛分→还原→破碎筛分→压制成型→真空烧结成坯→锭坯包套→抽真空、封口→热挤压→拉拔。整个工艺存在流程复杂，周期长，工艺过程难以控制，能耗大，成本高等问题。
发明内容
本发明的目的是提供的一种制备氧化铝弥散强化铜的短流程制备方法，以简化其制备流程，降低其制造成本。
本发明一种制备氧化铝弥散强化铜的方法，其特征在于具有如下的制备过程和步骤：
a，以水雾化的Cu-Al合金粉为原料，Al元素的质量分数为0.2-0.6%。以Cu2O为氧化剂，Cu2O实际加入量为Cu-Al合金粉中Al被完全氧化所需Cu2O理论质量的1-1.4倍；将所述原料充分混合，混粉时间为9-12小时；
b，将上述混合粉末置于电阻炉，依次进行内氧化、还原处理；内氧化、还原处理分别是在高纯氮气中900℃处理1h和高纯氢气中900-1000℃处理1h；
c，对步骤b所得粉末进行破碎、过筛，随后进行冷等静压成形，冷等静压的压强为150-250MPa，保压时间为1-2min；然后在电阻炉内对等静压试样烧结，烧结处理是在高纯氮气保护下900-1000℃处理1h，随后对样品依次进行线切割与冷加工处理，冷变形量为50%-60%，制备得到氧化铝弥散强化铜。
本发明与传统内氧化工艺相比，省去了锭坯包套，抽真空、封口，热挤压及部分破碎筛分等工艺流程，避免了额外添加的设备，降低了制造成本，提高了收益，减少了能耗；而且较少了中间环节造成的氧污染，所得成品性能优异，产品质量稳定。采用本发明方法制备的弥散强化铜合金的抗拉强度大于400MPa，导电率大于68%IACS，维氏硬度超过120HV，具有较好的力学性能及导电性能。
附图说明
图1是本发明优选实施例1中，内氧化后试样经浓硝酸腐蚀后剩余粉末的XRD图。
图2是本发明优选实施例1中，还原后试样经浓硝酸腐蚀后剩余粉末的XRD图。
图3是本发明优选实施例2，还原后粉末的TEM图。
图4是本发明优选实施例2所制备的氧化铝弥散强化铜。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明：
实施例1
以市售的-300目、Al质量含量为0.2%的水雾化Cu-Al合金粉末为原料，以-325目的Cu2O为氧化剂，Cu2O实际加入量为Al被完全氧化所需Cu2O理论质量的1.2倍，在滚筒混粉机中混合12小时。将粉末置于电阻炉中，内氧化，还原过程依次在高纯氮气中900℃处理1h和高纯氢气中950℃处理1h。随后对样品进行破碎，筛分，冷等静压的压强为200MPa，保压时间为1.5min，烧结处理是在电阻炉中在高纯氮气保护下900℃处理1h，经线切割后，采用变形量为50%的冷轧，制得氧化铝弥散强化铜。经测试，其导电率为83%IACS，抗拉强度为403MPa，维氏硬度为121HV。
实施例2
以市售的-300目、Al质量含量为0.4%的水雾化Cu-Al合金粉末为原料，以-325目的Cu2O为氧化剂，Cu2O实际加入量为Al被完全氧化所需Cu2O理论质量的1.1倍，在滚筒混粉机中混合10小时。将粉末置于电阻炉中，内氧化，还原过程依次在高纯氮气中950℃处理1h和高纯氢气中950℃处理1h。随后对样品进行破碎，筛分，冷等静压的压强为250MPa，保压时间为1.5min，烧结处理是在电阻炉中在高纯氮气保护下950℃处理1h，经线切割后，采用变形量为50%的冷轧，制得氧化铝弥散强化铜。经测试，其导电率为77%IACS，抗拉强度为442MPa，维氏硬度为138HV。
实施例3
以市售的-300目、Al质量含量为0.6%的水雾化Cu-Al合金粉末为原料，以-325目的Cu2O为氧化剂，Cu2O实际加入量为Al被完全氧化所需Cu2O理论质量的1.1倍，在滚筒混粉机中混合12小时。将粉末置于电阻炉中，内氧化，还原过程依次在高纯氮气中900℃处理1h和高纯氢气中950℃处理1h。随后对样品进行破碎，筛分，冷等静压的压强为250MPa，保压时间为1.5min，烧结处理是在电阻炉中在高纯氮气保护下950℃处理1h，经线切割后，采用变形量为50%的冷轧，制得氧化铝弥散强化铜。经测试，其导电率为68%IACS，抗拉强度为506MPa，维氏硬度为164HV。
有关本发明附图的解释说明
图1为实施例1中内氧化后试样经浓硝酸腐蚀后剩余粉末的XRD图，从图谱中可以看出除了α-Al2O3的峰外，还有复杂氧化物CuAlO2的峰，可以推测是由于Cu2O过量导致的内氧化产物。
图2为实施例1中还原后试样经浓硝酸腐蚀后剩余粉末的XRD图。从图中可以看出，图1中的复杂氧化物CuAlO2的峰不见了，这是因为CuAlO2被H2还原所致，只观察到α-Al2O3和γ-Al2O3的衍射峰。
图3为实施例2中还原后粉末的TEM图。从图中可以看出，弥散相Al2O3颗粒平均尺寸约为10-15nm，呈球形或者椭球状，均匀弥散的分布在Cu基体中。
图4为实施例2中所制备的氧化铝弥散强化铜。

Claims (1)

1.一种制备氧化铝弥散强化铜的方法，其特征在于具有如下的制备过程和步骤：
a，以水雾化的Cu-Al合金粉为原料，其中Al元素的质量分数为0.2-0.6%；以Cu2O为氧化剂，Cu2O实际加入量为Cu-Al合金粉中Al被完全氧化所需Cu2O理论质量的1-1.4倍；将所述原料充分混合，混粉时间为9-12小时；
b，将上述混合粉末置于电阻炉，依次进行内氧化、还原处理；内氧化、还原处理分别是在高纯氮气中900℃处理1h和高纯氢气中900-1000℃处理1h；
c，对步骤b所得粉末进行破碎、过筛，随后进行冷等静压成形，冷等静压的压强为150-250MPa，保压时间为1-2min；然后在电阻炉内对等静压试样烧结，烧结处理是在高纯氮气保护下900-1000℃处理1h，随后对样品依次进行线切割与冷加工处理，冷变形量为50%-60%，制备得到氧化铝弥散强化铜。
CN201610360623.9A 2016-05-28 2016-05-28 一种制备氧化铝弥散强化铜的方法 Pending CN105838911A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610360623.9A CN105838911A (zh) 2016-05-28 2016-05-28 一种制备氧化铝弥散强化铜的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610360623.9A CN105838911A (zh) 2016-05-28 2016-05-28 一种制备氧化铝弥散强化铜的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105838911A true CN105838911A (zh) 2016-08-10

Family

ID=56595516

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610360623.9A Pending CN105838911A (zh) 2016-05-28 2016-05-28 一种制备氧化铝弥散强化铜的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105838911A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106521205A (zh) * 2016-10-12 2017-03-22 上海大学 一种制备氧化铝弥散强化铜基复合材料的方法
CN107695358A (zh) * 2017-09-07 2018-02-16 北京科技大学 一种焊接导电嘴的制备方法
CN108251671A (zh) * 2018-01-08 2018-07-06 北京科技大学 一种掺杂氧化石墨烯增强ods铜的制备方法
CN108672704A (zh) * 2018-05-23 2018-10-19 中山麓科睿材科技有限公司 一种氧化铝弥散铜合金点焊电极帽的模压成形制备方法
CN110899717A (zh) * 2019-12-04 2020-03-24 上海理工大学 一种Al2O3-CNTs/Cu复合材料及其制备方法
CN112375937A (zh) * 2020-11-14 2021-02-19 中国兵器科学研究院宁波分院 一种弥散铜复合电触头的粉末冶金近净成形制备方法
CN112719297A (zh) * 2021-03-31 2021-04-30 陕西斯瑞新材料股份有限公司 一种3d打印高致密弥散强化铜零件的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02305931A (ja) * 1989-05-22 1990-12-19 Mitsubishi Materials Corp 耐摩耗性のすぐれた複合化合物分散型Ｃｕ―Ｚｎ―Ａｌ系焼結合金の製造法
CN101586198A (zh) * 2009-06-26 2009-11-25 中南大学 一种高强度高导电性氧化铝弥散强化铜的制备工艺

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02305931A (ja) * 1989-05-22 1990-12-19 Mitsubishi Materials Corp 耐摩耗性のすぐれた複合化合物分散型Ｃｕ―Ｚｎ―Ａｌ系焼結合金の製造法
CN101586198A (zh) * 2009-06-26 2009-11-25 中南大学 一种高强度高导电性氧化铝弥散强化铜的制备工艺

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106521205A (zh) * 2016-10-12 2017-03-22 上海大学 一种制备氧化铝弥散强化铜基复合材料的方法
CN107695358A (zh) * 2017-09-07 2018-02-16 北京科技大学 一种焊接导电嘴的制备方法
CN107695358B (zh) * 2017-09-07 2019-03-29 北京科技大学 一种焊接导电嘴的制备方法
CN108251671A (zh) * 2018-01-08 2018-07-06 北京科技大学 一种掺杂氧化石墨烯增强ods铜的制备方法
CN108672704A (zh) * 2018-05-23 2018-10-19 中山麓科睿材科技有限公司 一种氧化铝弥散铜合金点焊电极帽的模压成形制备方法
CN110899717A (zh) * 2019-12-04 2020-03-24 上海理工大学 一种Al2O3-CNTs/Cu复合材料及其制备方法
CN112375937A (zh) * 2020-11-14 2021-02-19 中国兵器科学研究院宁波分院 一种弥散铜复合电触头的粉末冶金近净成形制备方法
CN112719297A (zh) * 2021-03-31 2021-04-30 陕西斯瑞新材料股份有限公司 一种3d打印高致密弥散强化铜零件的方法
CN112719297B (zh) * 2021-03-31 2021-06-29 陕西斯瑞新材料股份有限公司 一种3d打印高致密弥散强化铜零件的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105838911A (zh) 一种制备氧化铝弥散强化铜的方法
CN108145156B (zh) 一种高性能tzm钼合金棒材的制备方法
CN101956094B (zh) 一种高强高导弥散强化铜合金的制备方法
CN109023013B (zh) 一种耐腐蚀高强度AlCoCrFeNi-Cu高熵合金的制备方法
CN108570569B (zh) 一种氮化铝弥散强化铜复合材料的内氮化制备方法
CN104141061B (zh) 一种氧化铝弥散强化铜合金的粉末冶金制备方法
CN105081314B (zh) 一种利用氢化钛粉末制备钛制品的方法
CN112725660A (zh) 一种石墨烯增强铝基复合材料的粉末冶金制备方法
CN101818291A (zh) 一种铝铜镁银系粉末冶金耐热铝合金及其制备方法
CN102808099B (zh) 一种Al2O3弥散强化Cu/Cr复合材料的制备方法
CN109207766A (zh) 一种组织可控高铝含量Cu-Al2O3纳米弥散铜合金制备工艺
CN102660696A (zh) 一种弥散强化铜基复合材料及其制备方法
CN110079722A (zh) 一种含B的难熔高熵合金TiZrNbMoTa及其粉末冶金制备方法
CN102251162B (zh) 一种高性能纳米氧化镧掺杂钼-硅-硼合金的制备方法
CN110295301A (zh) 一种钨钛合金的制备方法
CN109897982A (zh) 高气密低自由氧含量纳米弥散铜合金及短流程制备工艺
CN106521205A (zh) 一种制备氧化铝弥散强化铜基复合材料的方法
CN101362204B (zh) 一种轧制板材用钨坯的制备方法
CN104911383B (zh) 一种制备Al2O3弥散强化铜合金的方法
CN101880807A (zh) 一种提高高比重钨合金杆材力学性能的生产工艺
CN113652656A (zh) 一种钽-二氧化硅溅射靶材的制备方法
CN116043052B (zh) 一种纳米弥散强化铜合金及其制备方法与应用
CN111545743A (zh) 一种制备高性能粉末冶金钛铝金属间化合物的方法
CN1081242C (zh) 由元素粉末直接制备TiNi基形状记忆合金的方法
CN112430763B (zh) 一种Al2O3弥散强化铜基复合材料的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160810

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication