CN112961999A - 一种高强高导铜基材料及其制备方法 - Google Patents
一种高强高导铜基材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112961999A CN112961999A CN202110146430.4A CN202110146430A CN112961999A CN 112961999 A CN112961999 A CN 112961999A CN 202110146430 A CN202110146430 A CN 202110146430A CN 112961999 A CN112961999 A CN 112961999A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- transmission shaft
- based material
- connecting rod
- copper
- lower shell
- 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.)
- Withdrawn
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 131
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 68
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims abstract description 59
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 58
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims abstract description 31
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 18
- 241001572354 Lycaena hyllus Species 0.000 claims abstract description 11
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000010974 bronze Substances 0.000 claims abstract description 10
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 8
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910019918 CrB2 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910020073 MgB2 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910004369 ThO2 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910007948 ZrB2 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- VWZIXVXBCBBRGP-UHFFFAOYSA-N boron;zirconium Chemical compound B#[Zr]#B VWZIXVXBCBBRGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N thorium dioxide Chemical compound O=[Th]=O ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 94
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 36
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 8
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 6
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 4
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims description 4
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 claims description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 4
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 claims description 4
- 238000009703 powder rolling Methods 0.000 claims description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 abstract 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 8
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 241001391944 Commicarpus scandens Species 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
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
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/60—Mixing solids with solids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F31/00—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
- B01F31/10—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms with a mixing receptacle rotating alternately in opposite directions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F31/00—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
- B01F31/70—Drives therefor, e.g. crank mechanisms
-
- B22F1/0003—
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C26/00—Alloys containing diamond or cubic or wurtzitic boron nitride, fullerenes or carbon nanotubes
-
- 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
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
- B01F2101/45—Mixing in metallurgical processes of ferrous or non-ferrous materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C26/00—Alloys containing diamond or cubic or wurtzitic boron nitride, fullerenes or carbon nanotubes
- C22C2026/002—Carbon nanotubes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C26/00—Alloys containing diamond or cubic or wurtzitic boron nitride, fullerenes or carbon nanotubes
- C22C2026/005—Alloys containing diamond or cubic or wurtzitic boron nitride, fullerenes or carbon nanotubes with additional metal compounds being borides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C26/00—Alloys containing diamond or cubic or wurtzitic boron nitride, fullerenes or carbon nanotubes
- C22C2026/007—Alloys containing diamond or cubic or wurtzitic boron nitride, fullerenes or carbon nanotubes with additional metal compounds being nitrides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C26/00—Alloys containing diamond or cubic or wurtzitic boron nitride, fullerenes or carbon nanotubes
- C22C2026/008—Alloys containing diamond or cubic or wurtzitic boron nitride, fullerenes or carbon nanotubes with additional metal compounds other than carbides, borides or nitrides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高强高导铜基材料及其制备方法，包括青铜和纳米级添加物，所述纳米级添加物包括碳纳米管和纳米级颗粒增强相；所述纳米级颗粒增强相包括氧化物、硼化物和氮化物中的一种或者多种；所述氧化物包括Al2O3、ZrO2、SiO2、TiO2、ThO2、B2O3和MgO中的一种或者多种；所述硼化物包括TiB2、ZrB2、CrB2和MgB2中的一种或者多种；所述氮化物包括AlN或者TiN中的一种或者多种。本发明中，相较于传统的增强了强度而忽略了导电性下的铜基材料而言，通过在青铜中添加碳纳米管，保持了碳纳米管/青铜铜基材料的强度增大，通过在青铜中添加纳米级颗粒增强相，提高碳纳米管/青铜铜基材料的导电率，实现铜基材料的高强和高导的优异性能。
Description
技术领域
本发明涉及铜基材料技术领域，尤其涉及一种高强高导铜基材料及其制备方法。
背景技术
铜及铜合金因为良好的导电导热和加工性能使其在汽车、航空航天和电子领域具有广泛的应用前景。
但是，由于铜和铜合金的强度较低，使用过程中易出现折断现象，现有技术中在通过形变或固溶-时效来增加铜基材料强度的同时，往往忽略了导电率下降的问题，因此，本发明提供一种高强高导铜基材料及其制备方法，得到强度和导电率均表现良好的铜基材料。
发明内容
为了解决上述背景技术中所提到的问题，而提出的一种高强高导铜基材料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种高强高导铜基材料及其制备方法，包括青铜和纳米级添加物，所述纳米级添加物包括碳纳米管和纳米级颗粒增强相；
所述纳米级颗粒增强相包括氧化物、硼化物和氮化物中的一种或者多种；
所述氧化物包括Al2O3、ZrO2、SiO2、TiO2、ThO2、B2O3和MgO中的一种或者多种；
所述硼化物包括TiB2、ZrB2、CrB2和MgB2中的一种或者多种；
所述氮化物包括AlN或者TiN中的一种或者多种；
所述高强高导铜基材料的制备方法包括以下步骤：
S1、碳纳米管的预处理；
S2、将青铜粉末、碳纳米管和纳米级颗粒增强相通过混料装置进行混料处理，得到铜基材料混合物；
S3、通过粉末压制压力机将铜基材料混合物压制成型，得到铜基材料压制物；
S4、通过热压烧结处理铜基材料压制物，得到铜基材料烧结物；
S5、利用粉末冶金和轧制退火的后处理技术处理铜基材料烧结物，最终制备得到高强高导的碳纳米管/青铜铜基材料。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述混料装置包括机架，所述机架底部转动安装有第三传动轴，所述第三传动轴的顶部固定连接有用来盛装物料的下壳体，所述机架顶部固定安装有与下壳体转动配合的上壳体，所述下壳体一侧开设有料口，所述下壳体外侧安装有与料口对应的料门；
所述下壳体外侧固定连接有多个固定环，所述机架两侧固定连接有与固定环对应设置的支撑环，所述支撑环上开设有环形滑槽，所述固定环底部转动安装有多个与环形滑槽滚动接触的滚珠；
所述机架底部安装有驱动第三传动轴运动以实现下壳体往复转动的调节机构，所述上壳体内安装有翻动下壳体内的物料的翻动机构，所述下壳体内设有出料机构。
作为上述技术方案的进一步描述：
多个所述滚珠在固定环上饶固定环的轴线等角度分布。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述上壳体和下壳体之间通过轴承转动连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述调节机构包括固定安装在第三传动轴上的第三从动齿轮，所述机架底部转动安装有关于第三传动轴对称设置的第一传动轴和第二传动轴，以及位于第一传动轴和第二传动轴之间的第四传动轴，所述机架上固定安装有与第四传动轴传动连接的第一驱动电机；
所述第四传动轴上固定安装有主动齿轮，所述第一传动轴和第二传动轴上分别固定安装有与主动齿轮啮合连接的第一从动齿轮和第二从动齿轮，所述第一从动齿轮和第二从动齿轮之间转动安装有与第三从动齿轮啮合连接的齿条，所述齿条与第一从动齿轮和第二从动齿轮的转动连接处偏心设置。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述翻动机构包括转动安装在上壳体两侧的第五传动轴和第六传动轴，所述上壳体外侧安装有驱动第五传动轴和第六传动轴转动的第一驱动机构，所述第五传动轴和第六传动轴上分别转动连接有第三连杆和第五连杆，所述上壳体上转动安装有呈倾斜设置的L形连杆；
所述第三连杆的自由端转动连接有第一连杆，所述第一连杆的顶部转动连接有第二连杆，所述第二连杆的自由端与L形连杆的一端转动连接，所述第五连杆的自由端转动连接有第四连杆，所述第四连杆的顶部与L形连杆的另一端转动连接；
所述第一连杆和第四连杆的底部均固定连接有翻板。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述翻板上开设有多个通槽。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述第一驱动机构包括固定安装在上壳体外侧的第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出轴分别与第五传动轴和第六传动轴之间通过皮带传动连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述出料机构包括料板，所述料板一端转动安装在料口内，所述下壳体另一端开设有与料板运动轨迹相适配的弧形槽，所述下壳体底部安装有驱动料板转动的第二驱动机构。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述第二驱动机构包括固定安装在下壳体底部的电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的自由端与料板之间转动连接有第六连杆。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，相较于传统的增强了强度而忽略了导电性下的铜基材料而言，通过在青铜中添加碳纳米管，保持了碳纳米管/青铜铜基材料的强度增大，通过在青铜中添加纳米级颗粒增强相，提高碳纳米管/青铜铜基材料的导电率，实现铜基材料的高强和高导的优异性能。
2、本发明中，通过第一驱动电机驱动第四传动轴带动主动齿轮转动，根据卡齿的啮合传动原理，驱动两侧的第一从动齿轮和第二从动齿轮转动，进而带动齿条在竖直和水平反向往复运动，其中，当齿条从下往右上角移动时，驱动第三从动齿轮带动第三传动轴顺时针转动，当齿条从上往左下角移动时，驱动第三从动齿轮带动第三传动轴逆时针转动，通过第三传动轴的往复转动运动，实现下壳体的往复转动目的，进而实现物料的混合目的。
3、本发明中，通过第一驱动机构驱动第五传动轴和第六传动轴转动，在第三连杆和第五连杆的作用下，带动第一连杆和第四连杆转动，又在第二连杆和L形连杆的作用下，实现第一连杆和第四连杆的往复转动，从而通过翻板往复翻动下壳体中的物料，进一步提高物料的混匀效果。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例提供的混料装置的正视示意图；
图2示出了根据本发明实施例提供的上壳体和下壳体的内部结构示意图；
图3示出了根据本发明实施例提供的混料装置的后视示意图；
图4示出了根据本发明实施例提供的支撑环的俯视示意图；
图5示出了根据本发明实施例提供的固定环的俯视示意图；
图6示出了根据本发明实施例提供的调节机构的立体结构示意图。
图例说明：
1、机架；2、下壳体；3、上壳体；4、固定环；5、支撑环；6、滚珠；7、料门；8、第一从动齿轮；9、齿条；10、第三传动轴；11、第三从动齿轮；12、主动齿轮；13、第二从动齿轮；14、第一连杆；15、第二连杆；16、第三连杆；17、第五传动轴；18、L形连杆；19、料口；20、第四连杆；21、第五连杆；22、第六传动轴；23、翻板；24、弧形槽；25、料板；26、第六连杆；27、电动伸缩杆；28、第一驱动电机；29、皮带；30、第二驱动电机；31、环形滑槽；32、第四传动轴；33、第一传动轴；34、第二传动轴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种高强高导铜基材料及其制备方法，包括青铜和纳米级添加物，纳米级添加物包括碳纳米管和纳米级颗粒增强相；
纳米级颗粒增强相包括氧化物、硼化物和氮化物中的一种或者多种；
氧化物包括Al2O3、ZrO2、SiO2、TiO2、ThO2、B2O3和MgO中的一种或者多种；
硼化物包括TiB2、ZrB2、CrB2和MgB2中的一种或者多种；
氮化物包括AlN或者TiN中的一种或者多种；
高强高导铜基材料的制备方法包括以下步骤：
S1、碳纳米管的预处理；
S2、将青铜粉末、碳纳米管和纳米级颗粒增强相通过混料装置进行混料处理，得到铜基材料混合物；
S3、通过粉末压制压力机将铜基材料混合物压制成型，得到铜基材料压制物；
S4、通过热压烧结处理铜基材料压制物，得到铜基材料烧结物；
S5、利用粉末冶金和轧制退火的后处理技术处理铜基材料烧结物，最终制备得到高强高导的碳纳米管/青铜铜基材料；
相较于传统的增强了强度而忽略了导电性下的铜基材料而言，通过在青铜中添加碳纳米管，保持了碳纳米管/青铜铜基材料的强度增大，通过在青铜中添加纳米级颗粒增强相，提高碳纳米管/青铜铜基材料的导电率，实现铜基材料的高强和高导的优异性能。
请参阅图1-6，混料装置包括机架1，机架1底部转动安装有第三传动轴10，第三传动轴10的顶部固定连接有用来盛装物料的下壳体2，机架1顶部固定安装有与下壳体2转动配合的上壳体3，上壳体3和下壳体2之间通过轴承转动连接，下壳体2一侧开设有料口19，下壳体2外侧安装有与料口19对应的料门7；
下壳体2外侧固定连接有多个固定环4，机架1两侧固定连接有与固定环4对应设置的支撑环5，支撑环5上开设有环形滑槽31，固定环4底部转动安装有多个与环形滑槽31滚动接触的滚珠6，多个滚珠6在固定环4上饶固定环4的轴线等角度分布；
机架1底部安装有驱动第三传动轴10运动以实现下壳体2往复转动的调节机构，上壳体3内安装有翻动下壳体2内的物料的翻动机构，下壳体2内设有出料机构；
首先，打开料门7，将青铜粉末、碳纳米管和纳米级颗粒增强相的物料通过料口19送入下壳体2内，接着，通过调节机构驱动第三传动轴10往复转动，进而带动下壳体2转动，实现物料的混合目的，同时，通过翻动机构不停翻动随下壳体2旋转的物料，提高物料的混匀效果，物料混合均匀后，打开料门7，通过出料机构将混合物料通过料口19送出，得到目标物，即青铜粉末、碳纳米管和纳米级颗粒增强相的混合物料。
请参阅图1、图3和图6，调节机构包括固定安装在第三传动轴10上的第三从动齿轮11，机架1底部转动安装有关于第三传动轴10对称设置的第一传动轴33和第二传动轴34，以及位于第一传动轴33和第二传动轴34之间的第四传动轴32，机架1上固定安装有与第四传动轴32传动连接的第一驱动电机28；
第四传动轴32上固定安装有主动齿轮12，第一传动轴33和第二传动轴34上分别固定安装有与主动齿轮12啮合连接的第一从动齿轮8和第二从动齿轮13，第一从动齿轮8和第二从动齿轮13之间转动安装有与第三从动齿轮11啮合连接的齿条9，齿条9与第一从动齿轮8和第二从动齿轮13的转动连接处偏心设置；
通过第一驱动电机28驱动第四传动轴32带动主动齿轮12转动，根据卡齿的啮合传动原理，驱动两侧的第一从动齿轮8和第二从动齿轮13转动，进而带动齿条9在竖直和水平反向往复运动，其中，当齿条9从下往右上角移动时，驱动第三从动齿轮11带动第三传动轴10顺时针转动，当齿条9从上往左下角移动时，驱动第三从动齿轮11带动第三传动轴10逆时针转动，通过第三传动轴10的往复转动运动，实现下壳体2的往复转动目的，进而实现物料的混合目的。
请参阅图2和图3，翻动机构包括转动安装在上壳体3两侧的第五传动轴17和第六传动轴22，上壳体3外侧安装有驱动第五传动轴17和第六传动轴22转动的第一驱动机构，第五传动轴17和第六传动轴22上分别转动连接有第三连杆16和第五连杆21，上壳体3上转动安装有呈倾斜设置的L形连杆18；
第三连杆16的自由端转动连接有第一连杆14，第一连杆14的顶部转动连接有第二连杆15，第二连杆15的自由端与L形连杆18的一端转动连接，第五连杆21的自由端转动连接有第四连杆20，第四连杆20的顶部与L形连杆18的另一端转动连接；
第一连杆14和第四连杆20的底部均固定连接有翻板23，翻板23上开设有多个通槽；
通过第一驱动机构驱动第五传动轴17和第六传动轴22转动，在第三连杆16和第五连杆21的作用下，带动第一连杆14和第四连杆20转动，又在第二连杆15和L形连杆18的作用下，实现第一连杆14和第四连杆20的往复转动，从而通过翻板23往复翻动下壳体2中的物料，进一步提高物料的混匀效果；
其中，翻板23上开设有多个通槽，减小翻板23翻动物料时的阻力，提高翻板23的使用寿命。
请参阅图3，第一驱动机构包括固定安装在上壳体3外侧的第二驱动电机30，第二驱动电机30的输出轴分别与第五传动轴17和第六传动轴22之间通过皮带29传动连接，在皮带29的传动作用下，通过第二驱动电机30驱动第五传动轴17和第六传动轴22转动。
请参阅图2，出料机构包括料板25，料板25一端转动安装在料口19内，下壳体2另一端开设有与料板25运动轨迹相适配的弧形槽24，下壳体2底部安装有驱动料板25转动的第二驱动机构；
第二驱动机构包括固定安装在下壳体2底部的电动伸缩杆27，电动伸缩杆27的自由端与料板25之间转动连接有第六连杆26；
通过电动伸缩杆27的自由端水平向右运动时，带动第六连杆26运动，进而推动料板25转动，倾斜料板25，使得料板25上的混合物料通过料口19出料。
工作原理：使用时，S1、碳纳米管的预处理；
S2、将青铜粉末、碳纳米管和纳米级颗粒增强相通过混料装置进行混料处理，得到铜基材料混合物；
青铜粉末、碳纳米管和纳米级颗粒增强相的混料过程：
首先，打开料门7，将青铜粉末、碳纳米管和纳米级颗粒增强相的物料通过料口19送入下壳体2内；
接着，通过第一驱动电机28驱动第四传动轴32带动主动齿轮12转动，根据卡齿的啮合传动原理，驱动两侧的第一从动齿轮8和第二从动齿轮13转动，进而带动齿条9在竖直和水平反向往复运动，其中，当齿条9从下往右上角移动时，驱动第三从动齿轮11带动第三传动轴10顺时针转动，当齿条9从上往左下角移动时，驱动第三从动齿轮11带动第三传动轴10逆时针转动，通过第三传动轴10的往复转动运动，实现下壳体2的往复转动目的，进而实现物料的混合目的；
同时，在皮带29的传动作用下，通过第二驱动电机30驱动第五传动轴17和第六传动轴22转动，在第三连杆16和第五连杆21的作用下，带动第一连杆14和第四连杆20转动，又在第二连杆15和L形连杆18的作用下，实现第一连杆14和第四连杆20的往复转动，从而通过翻板23往复翻动下壳体2中的物料，进一步提高物料的混匀效果；
最后，物料混合均匀后，打开料门7，通过电动伸缩杆27的自由端水平向右运动时，带动第六连杆26运动，进而推动料板25转动，倾斜料板25，使得料板25上的混合物料通过料口19出料，得到目标物，即青铜粉末、碳纳米管和纳米级颗粒增强相的混合物料；
S3、通过粉末压制压力机将铜基材料混合物压制成型，得到铜基材料压制物；
S4、通过热压烧结处理铜基材料压制物，得到铜基材料烧结物；
S5、利用粉末冶金和轧制退火的后处理技术处理铜基材料烧结物，最终制备得到高强高导的碳纳米管/青铜铜基材料。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高强高导铜基材料，其特征在于，包括青铜和纳米级添加物，所述纳米级添加物包括碳纳米管和纳米级颗粒增强相；
所述纳米级颗粒增强相包括氧化物、硼化物和氮化物中的一种或者多种；
所述氧化物包括Al2O3、ZrO2、SiO2、TiO2、ThO2、B2O3和MgO中的一种或者多种；
所述硼化物包括TiB2、ZrB2、CrB2和MgB2中的一种或者多种；
所述氮化物包括AlN或者TiN中的一种或者多种；
所述高强高导铜基材料的制备方法包括以下步骤：
S1、碳纳米管的预处理；
S2、将青铜粉末、碳纳米管和纳米级颗粒增强相通过混料装置进行混料处理，得到铜基材料混合物；
S3、通过粉末压制压力机将铜基材料混合物压制成型，得到铜基材料压制物；
S4、通过热压烧结处理铜基材料压制物，得到铜基材料烧结物；
S5、利用粉末冶金和轧制退火的后处理技术处理铜基材料烧结物，最终制备得到高强高导的碳纳米管/青铜铜基材料。
2.根据权利要求1所述的一种高强高导铜基材料，其特征在于，所述混料装置包括机架(1)，所述机架(1)底部转动安装有第三传动轴(10)，所述第三传动轴(10)的顶部固定连接有用来盛装物料的下壳体(2)，所述机架(1)顶部固定安装有与下壳体(2)转动配合的上壳体(3)，所述下壳体(2)一侧开设有料口(19)，所述下壳体(2)外侧安装有与料口(19)对应的料门(7)；
所述下壳体(2)外侧固定连接有多个固定环(4)，所述机架(1)两侧固定连接有与固定环(4)对应设置的支撑环(5)，所述支撑环(5)上开设有环形滑槽(31)，所述固定环(4)底部转动安装有多个与环形滑槽(31)滚动接触的滚珠(6)；
所述机架(1)底部安装有驱动第三传动轴(10)运动以实现下壳体(2)往复转动的调节机构，所述上壳体(3)内安装有翻动下壳体(2)内的物料的翻动机构，所述下壳体(2)内设有出料机构。
3.根据权利要求2所述的一种高强高导铜基材料，其特征在于，多个所述滚珠(6)在固定环(4)上饶固定环(4)的轴线等角度分布。
4.根据权利要求3所述的一种高强高导铜基材料，其特征在于，所述上壳体(3)和下壳体(2)之间通过轴承转动连接。
5.根据权利要求4所述的一种高强高导铜基材料，其特征在于，所述调节机构包括固定安装在第三传动轴(10)上的第三从动齿轮(11)，所述机架(1)底部转动安装有关于第三传动轴(10)对称设置的第一传动轴(33)和第二传动轴(34)，以及位于第一传动轴(33)和第二传动轴(34)之间的第四传动轴(32)，所述机架(1)上固定安装有与第四传动轴(32)传动连接的第一驱动电机(28)；
所述第四传动轴(32)上固定安装有主动齿轮(12)，所述第一传动轴(33)和第二传动轴(34)上分别固定安装有与主动齿轮(12)啮合连接的第一从动齿轮(8)和第二从动齿轮(13)，所述第一从动齿轮(8)和第二从动齿轮(13)之间转动安装有与第三从动齿轮(11)啮合连接的齿条(9)，所述齿条(9)与第一从动齿轮(8)和第二从动齿轮(13)的转动连接处偏心设置。
6.根据权利要求5所述的一种高强高导铜基材料，其特征在于，所述翻动机构包括转动安装在上壳体(3)两侧的第五传动轴(17)和第六传动轴(22)，所述上壳体(3)外侧安装有驱动第五传动轴(17)和第六传动轴(22)转动的第一驱动机构，所述第五传动轴(17)和第六传动轴(22)上分别转动连接有第三连杆(16)和第五连杆(21)，所述上壳体(3)上转动安装有呈倾斜设置的L形连杆(18)；
所述第三连杆(16)的自由端转动连接有第一连杆(14)，所述第一连杆(14)的顶部转动连接有第二连杆(15)，所述第二连杆(15)的自由端与L形连杆(18)的一端转动连接，所述第五连杆(21)的自由端转动连接有第四连杆(20)，所述第四连杆(20)的顶部与L形连杆(18)的另一端转动连接；
所述第一连杆(14)和第四连杆(20)的底部均固定连接有翻板(23)。
7.根据权利要求6所述的一种高强高导铜基材料，其特征在于，所述翻板(23)上开设有多个通槽。
8.根据权利要求7所述的一种高强高导铜基材料，其特征在于，所述第一驱动机构包括固定安装在上壳体(3)外侧的第二驱动电机(30)，所述第二驱动电机(30)的输出轴分别与第五传动轴(17)和第六传动轴(22)之间通过皮带(29)传动连接。
9.根据权利要求8所述的一种高强高导铜基材料，其特征在于，所述出料机构包括料板(25)，所述料板(25)一端转动安装在料口(19)内，所述下壳体(2)另一端开设有与料板(25)运动轨迹相适配的弧形槽(24)，所述下壳体(2)底部安装有驱动料板(25)转动的第二驱动机构。
10.根据权利要求9所述的一种高强高导铜基材料，其特征在于，所述第二驱动机构包括固定安装在下壳体(2)底部的电动伸缩杆(27)，所述电动伸缩杆(27)的自由端与料板(25)之间转动连接有第六连杆(26)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110146430.4A CN112961999A (zh) | 2021-02-03 | 2021-02-03 | 一种高强高导铜基材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110146430.4A CN112961999A (zh) | 2021-02-03 | 2021-02-03 | 一种高强高导铜基材料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112961999A true CN112961999A (zh) | 2021-06-15 |
Family
ID=76273605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110146430.4A Withdrawn CN112961999A (zh) | 2021-02-03 | 2021-02-03 | 一种高强高导铜基材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112961999A (zh) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1425784A (zh) * | 2003-01-03 | 2003-06-25 | 浙江大学 | 一种高耐磨/减摩锡青铜基复合材料 |
| JP2006147263A (ja) * | 2004-11-18 | 2006-06-08 | Hitachi Ltd | 真空遮断器用電極，真空バルブ及びその製法 |
| CN102978434A (zh) * | 2012-12-13 | 2013-03-20 | 北京科技大学 | 一种短纤维与颗粒协同增强铜基复合材料及其制备方法 |
| CN104884828A (zh) * | 2012-12-24 | 2015-09-02 | 马勒国际有限公司 | 具有包括碳纳米结构的衬套层的滑动轴承 |
| CN105154711A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-12-16 | 苏州莱特复合材料有限公司 | 碳纳米管增强铝青铜基复合材料及其制备方法 |
| CN107723501A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-02-23 | 河南科技大学 | 一种TiB2颗粒和碳纳米管混合增强的铜基复合材料及其制备方法 |
| CN108384979A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-08-10 | 西安理工大学 | 一种混杂增强铜基复合材料及其制备方法 |
| CN110144481A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-08-20 | 河南科技大学 | 一种高温高强高导高耐磨铜基复合材料及其制备方法 |
| CN110328755A (zh) * | 2019-07-10 | 2019-10-15 | 张波 | 一种自密实混凝土工作性的高效混料检测一体化装置 |
| CN111957971A (zh) * | 2020-09-15 | 2020-11-20 | 郑州航空工业管理学院 | 一种纯铜、铜合金及铜基复合材料的烧结制备方法 |
-
2021
- 2021-02-03 CN CN202110146430.4A patent/CN112961999A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1425784A (zh) * | 2003-01-03 | 2003-06-25 | 浙江大学 | 一种高耐磨/减摩锡青铜基复合材料 |
| JP2006147263A (ja) * | 2004-11-18 | 2006-06-08 | Hitachi Ltd | 真空遮断器用電極，真空バルブ及びその製法 |
| CN102978434A (zh) * | 2012-12-13 | 2013-03-20 | 北京科技大学 | 一种短纤维与颗粒协同增强铜基复合材料及其制备方法 |
| CN104884828A (zh) * | 2012-12-24 | 2015-09-02 | 马勒国际有限公司 | 具有包括碳纳米结构的衬套层的滑动轴承 |
| CN105154711A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-12-16 | 苏州莱特复合材料有限公司 | 碳纳米管增强铝青铜基复合材料及其制备方法 |
| CN107723501A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-02-23 | 河南科技大学 | 一种TiB2颗粒和碳纳米管混合增强的铜基复合材料及其制备方法 |
| CN108384979A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-08-10 | 西安理工大学 | 一种混杂增强铜基复合材料及其制备方法 |
| CN110144481A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-08-20 | 河南科技大学 | 一种高温高强高导高耐磨铜基复合材料及其制备方法 |
| CN110328755A (zh) * | 2019-07-10 | 2019-10-15 | 张波 | 一种自密实混凝土工作性的高效混料检测一体化装置 |
| CN111957971A (zh) * | 2020-09-15 | 2020-11-20 | 郑州航空工业管理学院 | 一种纯铜、铜合金及铜基复合材料的烧结制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 张新平等: "《工程材料及热成型技术》", 31 December 2011, 北京：国防工业出版社 * |
| 郑开宏: "《广东省金属基复合材料产业技术路线图》", 31 December 2008, 华南理工大学出版社 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112961999A (zh) | 一种高强高导铜基材料及其制备方法 | |
| CN215138959U (zh) | 一种粉末冶金混料设备 | |
| CN213222369U (zh) | 一种生产型煤用兰炭粉碎装置 | |
| CN111054258A (zh) | 一种粉末冶金法制硬质合金的搅拌混合装置 | |
| CN216065540U (zh) | 一种合金炉料添加块挤出装置 | |
| CN214937077U (zh) | 一种可调节聚羧酸高性能减水剂出料装置 | |
| CN215046508U (zh) | 一种远红外粉溶液加料装置 | |
| CN213161045U (zh) | 一种复合粉钢渣自动粉碎设备 | |
| CN212942712U (zh) | 一种石墨烯浆料预分散装置 | |
| CN210994558U (zh) | 一种单晶硅太阳能电池正面电极银浆的制备设备 | |
| CN211677935U (zh) | 一种机械加工用废料高效粉碎装置 | |
| CN217497538U (zh) | 一种epdm颗粒生产用原料提升装置 | |
| CN101279368B (zh) | 丝材挤压机及利用该挤压机制备钨铜合金丝材的方法 | |
| CN201871344U (zh) | 干式焊剂混料机 | |
| CN215725080U (zh) | 一种锂离子电池负极材料烧结炉上料装置 | |
| CN217979784U (zh) | 一种氧化铝陶瓷生产用低温烧结装置 | |
| CN117486617B (zh) | 一种多孔氮化硅陶瓷的制备方法及装置 | |
| CN218501878U (zh) | 一种可均匀银氧化锡材料中添加剂的设备 | |
| CN212119839U (zh) | 一种粉末冶金法制硬质合金的搅拌混合装置 | |
| CN218485787U (zh) | 一种石墨复合材料混合搅拌装置 | |
| CN211464824U (zh) | 一种智能门锁锁舌的冶金装置 | |
| CN217558922U (zh) | 一种中钛氧化球团生产用加压机 | |
| CN220919578U (zh) | 一种多工位腐皮卷横向甩油机构 | |
| CN218166733U (zh) | 一种膨润土生产用高效混料机 | |
| CN220032831U (zh) | 一种挤出放料料斗结构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20210615 |