RU2202642C1 - Method of manufacture of copper-based composite material and composite material manufactured by this method - Google Patents
Method of manufacture of copper-based composite material and composite material manufactured by this method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2202642C1 RU2202642C1 RU2001126239A RU2001126239A RU2202642C1 RU 2202642 C1 RU2202642 C1 RU 2202642C1 RU 2001126239 A RU2001126239 A RU 2001126239A RU 2001126239 A RU2001126239 A RU 2001126239A RU 2202642 C1 RU2202642 C1 RU 2202642C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- copper
- grinding
- temperature
- exceeding
- carried out
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к разработке технологии изготовления жаропрочных и износостойких электротехнических композиционных материалов на основе меди путем механического легирования, и может быть использовано в производстве силовых разрывных и дугогасительных контактов. The invention relates to the field of powder metallurgy, in particular, to the development of a technology for manufacturing heat-resistant and wear-resistant electrical composite materials based on copper by mechanical alloying, and can be used in the production of power breaking and arcing contacts.
Из патента Российской Федерации 2088682 известен способ изготовления композиционного материала. Данный способ предусматривает следующие операции: смешение частиц графита, плакированных карбидами металлов IV-VI групп Периодической таблицы с порошком меди или ее сплавов, последующее смешение смеси с пластификатором, одноосное прессование, спекание в защитной атмосфере или вакууме и последующее насыщение пироуглеродом. В соответствии с этим получают спеченный медно-графитовый композиционный материал, содержащий, % мас. : частицы графита 6,3-60,0, по крайней мере один карбид металла IV-VI групп Периодической системы 15-60, медь или сплав на основе меди остальное. Материал, полученный данным способом, обладает электросопротивлением до 14 мОм•м, коэффициентом трения 0,16-0,19, твердостью по Шору 28-45 HS, прочностью на сжатие 48-110 МПа и износостойкостью под действием тока 0,27-1,9 мм на 1000 проходов токоприемника, однако его получение связано с большой трудоемкостью. From the patent of the Russian Federation 2088682 a method of manufacturing a composite material is known. This method involves the following operations: mixing graphite particles clad with metal carbides of groups IV-VI of the Periodic Table with a powder of copper or its alloys, subsequent mixing of the mixture with a plasticizer, uniaxial pressing, sintering in a protective atmosphere or vacuum, and subsequent saturation with pyrocarbon. In accordance with this receive sintered copper-graphite composite material containing,% wt. : graphite particles 6.3-60.0, at least one metal carbide of groups IV-VI of the Periodic Table 15-60, copper or an alloy based on copper, the rest. The material obtained by this method has an electrical resistance of up to 14 mOhm • m, a friction coefficient of 0.16-0.19, Shore hardness of 28-45 HS, a compressive strength of 48-110 MPa and wear resistance under the action of a current of 0.27-1, 9 mm per 1000 passes of the current collector, however, its receipt is associated with great complexity.
Наиболее близким способом получения композиционного материала на основе меди, обладающего высокими жаропрочными и жаростойкими свойствами, является способ, описанный в патенте Российской Федерации 2117063. The closest method to obtain a composite material based on copper with high heat-resistant and heat-resistant properties is the method described in the patent of the Russian Federation 2117063.
В соответствии с данньм способом осуществляют приготовление смеси, состоящей из порошков меди и оксидов металлов, оксидо- и карбидообразующих элементов и углерода, взятого в количестве, превышающем не более чем на 0,5 мас. % стехиометрически необходимое его количество для полной карбидизации оксидо- и карбидообразующих элементов упрочнителей, размол ее в течение 60 - 80 мин в высокоэнергетической мельнице, в качестве которой используют аттритор с шарами для размола со скоростью вращения ротора аттритора 600 - 700 об/мин и отношением массы мелющих шаров к массе порошковой смеси (15 - 25), последующее холодное компактирование в брикеты до относительной плотности 70 - 80%, нагревание до температуры 750 - 850oС с выдержкой при этой температуре 0,8 - 1,2 мин на каждый миллиметр диаметра брикета и термодеформационную обработку путем горячей экструзии брикетов с температуры их нагрева при коэффициенте вытяжки 10 - 25. В описании патента также раскрыт получаемый данным способом материал.In accordance with this method, a mixture is prepared consisting of powders of copper and metal oxides, oxide and carbide-forming elements and carbon, taken in an amount exceeding not more than 0.5 wt. % stoichiometrically necessary amount for complete carbidization of the oxide and carbide-forming elements of the hardeners, grinding it for 60 - 80 minutes in a high-energy mill, which is used as an attritor with grinding balls with an attritor rotor speed of 600 - 700 rpm and a mass ratio grinding balls to the mass of the powder mixture (15 - 25), subsequent cold compaction into briquettes to a relative density of 70 - 80%, heating to a temperature of 750 - 850 o С with holding at this temperature of 0.8 - 1.2 min per millimeter of diameter meters of briquette and thermo-deformation processing by hot extrusion of briquettes from the temperature of their heating at a drawing coefficient of 10 - 25. The material obtained by this method is also disclosed in the patent description.
Получение материала в соответствии с данным способом связано с определенными трудностями, в частности обработка давлением осуществляется при высоких температурах и больших нагрузках, что приводит к росту трудоемкости процесса. Материал, полученный данным способом, обладает высокой пористостью, что обусловливает низкие прочностные свойства материала при комнатной и повышенных температурах. Низкие свойства этих материалов не позволяет использовать их в производстве дугогасительных контактов. Obtaining a material in accordance with this method is associated with certain difficulties, in particular, pressure treatment is carried out at high temperatures and high loads, which leads to an increase in the complexity of the process. The material obtained by this method has high porosity, which leads to low strength properties of the material at room and elevated temperatures. The low properties of these materials does not allow their use in the production of interrupter contacts.
Задачей изобретения является устранение всех вышеперечисленных недостатков. The objective of the invention is to eliminate all of the above disadvantages.
Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления композиционного материала на основе меди, включающем получение порошковой смеси, содержащей частицы меди и упрочнителя, размол ее в высокоэнергетической мельнице, последующее холодное компактирование в брикеты, нагрев до определенной температуры и прессование при этой температуре с получением материала, состоящего из матрицы на основе медного твердого раствора и распределенного в ней упрочнителя, в качестве упрочнителя используют по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, содержащей хром, вольфрам, NbCr2 и карбид кремния в количестве, не превышающем 50 мас.%, с исходной дисперсностью 10-40 мкм, в качестве частиц меди используют ее предварительно измельченную стружку, размол проводят в течение 30-180 минут, а нагрев осуществляют до температуры, не превышающей температуру начала рекристаллизации медного твердого раствора.The problem is solved in that in a method of manufacturing a composite material based on copper, including obtaining a powder mixture containing particles of copper and hardener, grinding it in a high-energy mill, subsequent cold compaction into briquettes, heating to a certain temperature and pressing at this temperature to obtain material consisting of a matrix based on a copper solid solution and a hardener distributed in it, at least one substance selected from groups containing chromium, tungsten, NbCr 2 and silicon carbide in an amount not exceeding 50 wt.%, with an initial dispersion of 10-40 microns, its pre-shredded chips are used as copper particles, grinding is carried out for 30-180 minutes, and heating is carried out to a temperature not exceeding the temperature of the onset of recrystallization of the copper solid solution.
Поставленная задача в частных случаях воплощения изобретения решается также тем, что размол смеси проводят в планетарном активаторе. Размол и компактирование осуществляют в среде аргона. Компактирование осуществляют путем холодного двухстороннего прессования до достижения по меньшей мере 80% теоретической плотности, а прессование - путем горячего двухстороннего прессования. Размол указанной смеси в высокоэнергетических мельницах осуществляют при отношении мелющего тела к массе смеси от 7:1 до 10:1. The task in particular cases of the embodiment of the invention is also solved by the fact that the grinding of the mixture is carried out in a planetary activator. Grinding and compaction are carried out in an argon medium. The compacting is carried out by cold double-sided pressing until at least 80% of the theoretical density is reached, and pressing by hot double-sided pressing. Grinding the specified mixture in high-energy mills is carried out with the ratio of the grinding body to the mass of the mixture from 7: 1 to 10: 1.
Поставленная задача также решается композиционным материалом на основе меди, дополнительно содержащим, по меньшей мере, одно вещество, выбранное из группы, включающей хром, вольфрам, NbCr2 и карбид кремния в количестве, не превышающем 50 мас.%, полученным по любому из предыдущих пп. формулы и характеризующимся длительной твердостью при 400oС, превышающей длительную твердость внутреннеокисленной меди не менее чем в 1,5 раза.The problem is also solved by a composite material based on copper, additionally containing at least one substance selected from the group comprising chromium, tungsten, NbCr 2 and silicon carbide in an amount not exceeding 50 wt.%, Obtained according to any one of the preceding paragraphs . formula and characterized by a long hardness at 400 o With, exceeding the long-term hardness of internally oxidized copper not less than 1.5 times.
Изобретение осуществляется следующим образом. The invention is as follows.
Материалы на основе систем Cu-Cr, Cu-W, Cu-NbCr2 и Сu-SiC выбраны на основе предварительных исследований, которые показали, что методом механического легирования из порошковых смесей на основе данных систем можно получить материал с высокой твердостью не ниже 180 HВ и электропроводностью на уровне 10-12 МСм/см2.Materials based on the Cu-Cr, Cu-W, Cu-NbCr 2 and Cu-SiC systems were selected on the basis of preliminary studies, which showed that, using mechanical alloying from powder mixtures, based on these systems, a material with a high hardness of at least 180 HB can be obtained and electrical conductivity at the level of 10-12 MSm / cm 2 .
В качестве исходных материалов для получения композиционных материалов Cu-Cr, Cu-W, Cu-NbCr2 и Cu-SiC использовали токарную стружку чистой меди (99,99%) и порошки хрома, вольфрама, NbCr2 и карбида кремния крупностью примерно от 10 до 40 мкм.Pure copper turning chips (99.99%) and chromium, tungsten, NbCr 2 and silicon carbide powders from about 10 in size were used as starting materials for the preparation of composite materials Cu-Cr, Cu-W, Cu-NbCr 2 and Cu-SiC up to 40 microns.
При разработке изобретения было обнаружено, что выбор измельченной стружки в качестве сырья для получения матричных частиц сплава позволяет избежать добавления каких-либо активаторов процесса высокоэнергетического измельчения, значительно сократить время обработки в мельнице, а также снизить температуру консолидации материала. Вероятно, это можно объяснить тем, что стружка, полученная на токарном станке или фрезерованием, в процессе получения подвергается значительной холодной деформации. Известно, что до 10% работы, затраченной на холодную деформацию, поглощается материалом. При этом накопленная в материале энергия "задерживается" в виде энергии дефектов кристаллической решетки. Все это позволяет начать процесс обработки материала в высокоэнергетической мельнице как бы с более высокого уровня дефектности структуры, что и позволяет привести полную обработку в более короткие сроки, а также последующую консолидацию материала при температурах ниже температуры рекристаллизации матричного сплава. When developing the invention, it was found that the choice of crushed chips as a raw material for producing matrix alloy particles avoids the addition of any activators of the high-energy grinding process, significantly reduces the processing time in the mill, and also reduces the consolidation temperature of the material. This can probably be explained by the fact that the chips obtained on a lathe or by milling undergoes significant cold deformation in the process of production. It is known that up to 10% of the work spent on cold deformation is absorbed by the material. In this case, the energy accumulated in the material is “delayed” in the form of the energy of defects in the crystal lattice. All this allows you to start the process of processing the material in a high-energy mill, as it were, with a higher level of structural imperfection, which allows you to bring complete processing in a shorter time, as well as subsequent consolidation of the material at temperatures below the crystallization temperature of the matrix alloy.
Использование стружки в качестве компонента смеси также позволит расширить сырьевую базу (включая вторичное сырье) для получения дисперсно-упрочненных материалов методом механического легирования. The use of shavings as a component of the mixture will also allow expanding the raw material base (including secondary raw materials) to obtain dispersion-hardened materials by mechanical alloying.
Обработку исходной порошковой смеси вели в планетарном активаторе в герметичных барабанах с квазицилиндрическими мелющими телами, в атмосфере аргона в течение 30-180 мин. В использованном активаторе процесс осуществляется в поле трех сил: двух центробежных и силы Кориолиса. Центробежные силы, действующие на мелющие тела и материалы, превышают силу тяжести в 70 раз, благодаря чему энергонапряженность данной установки, достигающая 10 кВт/дм, превосходит энергонапряженность гравитационных шаровых мельниц на 2-3 порядка. Кроме того, в активаторе применяется интенсивное водяное охлаждение барабанов, что значительно увеличивает степень активации вещества из-за снижения возможности отжига дефектов. The initial powder mixture was treated in a planetary activator in sealed drums with quasi-cylindrical grinding bodies in an argon atmosphere for 30-180 minutes. In the used activator, the process is carried out in the field of three forces: two centrifugal and Coriolis forces. Centrifugal forces acting on grinding media and materials exceed gravity by 70 times, due to which the energy intensity of this installation, reaching 10 kW / dm, exceeds the energy intensity of gravity ball mills by 2-3 orders of magnitude. In addition, the activator uses intensive water cooling of the drums, which significantly increases the degree of activation of the substance due to a decrease in the possibility of annealing defects.
Затем проводили компактирование путем холодного двухстороннего прессования до достижения по меньшей мере 80% теоретической плотности и прессование при температуре ниже температуры начала рекристаллизации меди путем горячего двухстороннего прессования. Then, compacting was carried out by cold double-sided pressing to achieve at least 80% of the theoretical density and pressing at a temperature below the temperature of the onset of copper recrystallization by hot double-sided pressing.
Оценку твердости композиционных материалов проводили по методу Виккерса на твердомере ИТ 5010 и по Бринеллю на твердомере ТШ-2. The hardness of the composite materials was evaluated according to the Vickers method on an IT 5010 hardness tester and according to Brinell on a TSh-2 hardness tester.
В качестве характеристики жаропрочности в работе оценивали длительную твердость, которую определяли на специально разработанном приборе, который состоит из пресса для оценки твердости по методу Бринелля ТШ-2 и электрической печи. Твердость оценивали при температуре 400oС и нагрузке 200 кг, шариковый индентор диаметром dшар= 10 мм, продолжительность выдержки под нагрузкой 60 мин.As a characteristic of heat resistance in the work, the long-term hardness was evaluated, which was determined on a specially developed device, which consists of a press for assessing hardness according to the Brinell method TS-2 and an electric furnace. Hardness was evaluated at a temperature of 400 o C and a load of 200 kg, a ball indenter with a diameter of d ball = 10 mm, the exposure time under load of 60 minutes
В качестве объекта для сравнения была выбрана внутреннеокисленная медь. Выбор обусловлен тем, что внутреннее окисление является в настоящее время наиболее распространенным, альтернативным механическому легированию методом получения дисперсно-упрочненных композиционных материалов на основе меди. Intraoxidized copper was chosen as an object for comparison. The choice is due to the fact that internal oxidation is currently the most common alternative to mechanical alloying by the method of producing dispersion-hardened composite materials based on copper.
Пример 1. Example 1
Получали композиционный материал на основе меди, содержащий 30-50% хрома. Проводили размол смеси порошка меди, полученного из стружки меди, предварительно измельченной в активаторе, и порошка хрома дисперсностью 40 мкм в течение 60 мин в планетарном активаторе в атмосфере аргона при отношении мелющего тела к массе смеси 10:1. Затем осуществляли холодное компактирование в брикеты до достижения по меньшей мере 80% относительной плотности, нагрев до 500oС и горячее двухстороннее прессование при этой температуре.A copper-based composite material containing 30-50% chromium was obtained. The mixture of copper powder obtained from copper chips preliminarily ground in an activator and chromium powder with a dispersion of 40 μm was milled for 60 min in a planetary activator in an argon atmosphere at a ratio of the grinding body to the mixture weight of 10: 1. Then, cold compaction into briquettes was carried out until at least 80% relative density was reached, heating to 500 ° C and hot two-sided pressing at this temperature.
Предварительные исследования структуры полученных материалов, которую анализировали на световом микроскопе "NEOPHOT-30", показали, что в структуре достигается сравнительно равномерное взаимное распределение хрома и меди, что позволяет ожидать требуемого сочетания свойств. Preliminary studies of the structure of the obtained materials, which were analyzed using a NEOPHOT-30 light microscope, showed that a relatively uniform mutual distribution of chromium and copper is achieved in the structure, which allows us to expect the required combination of properties.
Для детального изучения структуры образцы всех композиционных материалов с хромом изучали под электронным сканирующим микроскопом. Анализ показал, что с увеличением объемной доли хрома в структуре композиционных материалов значительно повышается равномерность взаимного распределения хрома и меди. У всех материалов выявляются три структурные составляющие:
1) светлые участки, представляющие собой чистую медь;
2) темные участки, являющиеся частицами хрома;
3) участки промежуточного контраста, являющиеся, видимо, тонкодисперсной смесью меди и хрома.For a detailed study of the structure, samples of all composite materials with chromium were studied under an electron scanning microscope. The analysis showed that with an increase in the volume fraction of chromium in the structure of composite materials, the uniformity of the mutual distribution of chromium and copper significantly increases. All materials reveal three structural components:
1) light areas representing pure copper;
2) dark areas that are particles of chromium;
3) areas of intermediate contrast, which are apparently a finely divided mixture of copper and chromium.
Для исследования фазового состава композиционных материалов был проведен рентгеноструктурный анализ, из которого следует, что в материале присутствуют следующие фазы:
- твердый раствор на основе меди;
- твердый раствор на основе хрома.To study the phase composition of composite materials, an X-ray diffraction analysis was carried out, from which it follows that the following phases are present in the material:
- solid solution based on copper;
- solid solution based on chromium.
Другие промежуточные фазы в данных материалах не образуются. Other intermediate phases are not formed in these materials.
Из табл. 1 видно, что материалы Cu-50%Cr, Cu-45%Cr Cu-40%Cr обладают низкой пористостью и удовлетворяют предъявляемым требованиям. From the table. 1 shows that the materials Cu-50% Cr, Cu-45% Cr Cu-40% Cr have low porosity and meet the requirements.
Материал Cu-30%Cr имеет наибольшее из всех композиционных материалов данной системы значение электропроводности, но невысокие значения твердости, что ставит его применимость в качестве разрываемых контактов под сомнение. Material Cu-30% Cr has the highest conductivity value of all composite materials of this system, but low hardness values, which casts doubt on its applicability as torn contacts.
Из табл. 1 следует также, что значения твердости у всех композиционных материалов системы Cu-Cr выше, чем у внутреннеокисленной меди. From the table. 1 also implies that the hardness values of all composite materials of the Cu-Cr system are higher than that of internally oxidized copper.
Особенностью работы разрываемых контактов является то, что в момент замыкания-размыкания контакт подвергается воздействию высоких температур. В этой связи одной из важнейших характеристик электроконтактов является стабильность свойств при повышенных температурах. A feature of the operation of ruptured contacts is that at the moment of closing-opening, the contact is exposed to high temperatures. In this regard, one of the most important characteristics of electrical contacts is the stability of properties at elevated temperatures.
Для оценки термической стабильности полученных композиционных материалов Cu-Cr были проведены отжиги в течение одного часа при температурах 700, 800, 900 и 1000oС, а также испытания на длительную твердость при температуре 400oС.To assess the thermal stability of the obtained composite materials, Cu-Cr were annealed for one hour at temperatures of 700, 800, 900 and 1000 o C, as well as tests for long-term hardness at a temperature of 400 o C.
Зависимость твердости по Бринеллю композиционных материалов от температуры часового отжига приведена на фиг. 1
Видно, что композиционные материалы системы Cu-Cr обладают высокой термической стабильностью. Снижение твердости материала Cu-Cr после отжига при температуре 1000oС (что примерно соответствует 0,9 Тпл меди) составляет у Cu-50%Cr - 25%, у Cu-45%Cr - 19,3%, у Cu-40%Cr - 21,2 %, у Cu-30%Cr - 14,9%. При этом твердость внутреннеокисленной меди снижается более чем на половину (51,4%). Результаты испытаний на длительную твердость представлены в табл. 2.The dependence of the Brinell hardness of the composite materials on the temperature of the annealing hours is shown in FIG. 1
It is seen that the composite materials of the Cu-Cr system have high thermal stability. The decrease in the hardness of the Cu-Cr material after annealing at a temperature of 1000 o C (which approximately corresponds to 0.9 T pl of copper) is 25% for Cu-50% Cr, 19.3% for Cu-45% Cr, and Cu-45
Зависимость электропроводности от температуры отжига представлена на фиг. 2. The dependence of the electrical conductivity on the annealing temperature is shown in FIG. 2.
Из фиг. 2 видно, что электропроводность у образцов Cu-50%Cr, Cu-45%Cr, Cu-40%Cr практически не изменяется. Увеличение содержания хрома препятствует окислению образцов, чем и обусловлено постоянство значений электропроводности у образцов с высоким содержанием хрома. From FIG. 2 shows that the electrical conductivity of the samples Cu-50% Cr, Cu-45% Cr, Cu-40% Cr practically does not change. An increase in the chromium content prevents the oxidation of the samples, which is the reason for the constancy of the electrical conductivity of samples with a high chromium content.
Пример 2. Example 2
В соответствии с режимами, приведенными в предыдущем примере, получали материалы с содержанием карбида кремния от 5 до 25% по массе. В качестве исходных материалов для получения композиционных материалов использовали токарную стружку чистой меди (99,99%) и частицы карбида кремния со структурой α-SiC и средним размером 10 мкм. In accordance with the modes given in the previous example, materials with a silicon carbide content of 5 to 25% by weight were obtained. Pure copper turning chips (99.99%) and silicon carbide particles with an α-SiC structure and an average size of 10 μm were used as starting materials for the preparation of composite materials.
Исследования структуры композиционного материала на разных стадиях обработки в планетарном активаторе показали, что здесь проходят следующие процессы:
1. Частицы карбида кремния измельчаются; частицы медной матрицы деформируются, принимая форму чешуек.Studies of the structure of the composite material at different stages of processing in a planetary activator showed that the following processes take place here:
1. Particles of silicon carbide are crushed; particles of a copper matrix are deformed, taking the form of flakes.
2. Частицы карбида кремния внедряются в частицы медной матрицы. 2. Silicon carbide particles are embedded in the particles of the copper matrix.
3. После 10-60 мин обработки в активаторе формируется слоистая структура гранулы. 3. After 10-60 minutes of treatment, a layered granule structure is formed in the activator.
4. Оба механизма заканчиваются сваркой слоев между собой. 4. Both mechanisms end by welding the layers together.
С увеличением времени обработки в активаторе более 30 мин слоистый характер структуры постепенно исчезает, и гранулы становятся монолитными образованиями с равномерно распределенными в них дисперсными частицами карбида кремния. With an increase in the treatment time in the activator for more than 30 min, the layered nature of the structure gradually disappears, and the granules become monolithic formations with dispersed silicon carbide particles uniformly distributed in them.
В зависимости от количества упрочняющих частиц этот процесс во временном масштабе проходит по разному - чем выше объемная доля частиц карбида кремния в композиционном материале, тем быстрее достигается однородное (равномерное) распределение частиц. Depending on the number of hardening particles, this process on a time scale proceeds differently - the higher the volume fraction of silicon carbide particles in the composite material, the faster the uniform (uniform) particle distribution is achieved.
Частицы карбида кремния во всех исследованных образцах сильно измельчаются в первые 20-30 мин обработки в активаторе, а далее их размер меняется незначительно. Например, в композиционном материале Cu-20%SiC уже после 20 мин обработки в активаторе при среднем размере ~ 1 мкм больше 50% частиц имеют размер менее 0,1 мкм и, судя по интенсивности отражений от SiC на рентгенограммах, переходят в рентгеноаморфное состояние. Silicon carbide particles in all the samples studied are strongly ground during the first 20-30 min of treatment in the activator, and then their size changes slightly. For example, in the composite material Cu-20% SiC, after 20 min of treatment in the activator with an average size of ~ 1 μm, more than 50% of the particles have a size of less than 0.1 μm and, judging by the intensity of the reflections from SiC in the X-ray diffraction patterns, they transform into an X-ray amorphous state.
Следующей после обработки порошковой смеси важной операцией при получении композиционных материалов является изготовление плотных образцов из полученных гранул-полуфабрикатов. Образцы композиционных материалов получали компактированием порошковой смеси в две стадии:
1) путем холодного двухстороннего прессования до достижения, по меньшей мере, 80% теоретической плотности;
2) под постоянньм давлением при нагреве до температур ниже температуры начала рекристаллизации медной матрицы (400-600oС).The next important operation after processing the powder mixture in the preparation of composite materials is the production of dense samples from the obtained granules, semi-finished products. Samples of composite materials were obtained by compaction of the powder mixture in two stages:
1) by cold bilateral pressing until at least 80% of the theoretical density is achieved;
2) under constant pressure when heated to temperatures below the temperature of the onset of recrystallization of the copper matrix (400-600 o C).
В результате такого компактирования удавалось получать качественные образцы с плотностью не менее 95%. As a result of such compaction, it was possible to obtain high-quality samples with a density of at least 95%.
Как видно из фиг. 3 и 4, образцы композиционных материалов на основе системы Cu-SiC, полученные в соответствии с предлагаемым изобретением, обладают высокими значениями твердости при сохранении на достаточно высоком уровне значений электропроводности. As can be seen from FIG. 3 and 4, samples of composite materials based on the Cu-SiC system obtained in accordance with the invention have high hardness values while maintaining a sufficiently high level of electrical conductivity.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001126239A RU2202642C1 (en) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | Method of manufacture of copper-based composite material and composite material manufactured by this method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001126239A RU2202642C1 (en) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | Method of manufacture of copper-based composite material and composite material manufactured by this method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2202642C1 true RU2202642C1 (en) | 2003-04-20 |
Family
ID=20253346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001126239A RU2202642C1 (en) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | Method of manufacture of copper-based composite material and composite material manufactured by this method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2202642C1 (en) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102000960A (en) * | 2010-09-13 | 2011-04-06 | 大连重矿设备制造有限公司 | Cold deformation recrystallization course-based process method for producing metal composite material |
| RU2458165C1 (en) * | 2011-05-04 | 2012-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Method of manufacturing cuprum-based powdered material |
| RU2458166C1 (en) * | 2011-05-04 | 2012-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Method of manufacturing cuprum-based powdered material |
| RU2525882C2 (en) * | 2012-12-24 | 2014-08-20 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) | Copper-based nanostructured electric contact composite and method of its production |
| RU2567418C1 (en) * | 2014-06-11 | 2015-11-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Production of copper-based composite for electric contacts |
| RU2645855C2 (en) * | 2016-06-28 | 2018-02-28 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method for producing electrocontact composite material based on copper containing clusters containing clusters based on refractory metal particles |
| CN109794602A (en) * | 2019-01-29 | 2019-05-24 | 西安国宏天易智能科技有限公司 | A kind of copper alloy powder and its preparation method and application for increasing material manufacturing |
| RU2739493C1 (en) * | 2020-06-29 | 2020-12-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method of producing composite electric contact material of cu-sic |
| RU2807261C1 (en) * | 2023-05-05 | 2023-11-13 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Method for producing powder metal matrix composite from copper and silicon carbide |
| CN117568687A (en) * | 2024-01-15 | 2024-02-20 | 西安稀有金属材料研究院有限公司 | Nanometer second-phase reinforced superfine crystal tungsten copper composite material and preparation method thereof |
-
2001
- 2001-09-26 RU RU2001126239A patent/RU2202642C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЛИБЕНСОН Г.А. Процессы порошковой металлургии. - М.: МИСИС, 25.06.2001, с.28-29. * |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102000960A (en) * | 2010-09-13 | 2011-04-06 | 大连重矿设备制造有限公司 | Cold deformation recrystallization course-based process method for producing metal composite material |
| CN102000960B (en) * | 2010-09-13 | 2012-07-25 | 大连重矿设备制造有限公司 | Cold deformation recrystallization course-based process method for producing metal composite material |
| RU2458165C1 (en) * | 2011-05-04 | 2012-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Method of manufacturing cuprum-based powdered material |
| RU2458166C1 (en) * | 2011-05-04 | 2012-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Method of manufacturing cuprum-based powdered material |
| RU2525882C2 (en) * | 2012-12-24 | 2014-08-20 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) | Copper-based nanostructured electric contact composite and method of its production |
| RU2567418C1 (en) * | 2014-06-11 | 2015-11-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Production of copper-based composite for electric contacts |
| RU2645855C2 (en) * | 2016-06-28 | 2018-02-28 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method for producing electrocontact composite material based on copper containing clusters containing clusters based on refractory metal particles |
| CN109794602A (en) * | 2019-01-29 | 2019-05-24 | 西安国宏天易智能科技有限公司 | A kind of copper alloy powder and its preparation method and application for increasing material manufacturing |
| RU2739493C1 (en) * | 2020-06-29 | 2020-12-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method of producing composite electric contact material of cu-sic |
| RU2807261C1 (en) * | 2023-05-05 | 2023-11-13 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Method for producing powder metal matrix composite from copper and silicon carbide |
| CN117568687A (en) * | 2024-01-15 | 2024-02-20 | 西安稀有金属材料研究院有限公司 | Nanometer second-phase reinforced superfine crystal tungsten copper composite material and preparation method thereof |
| CN117568687B (en) * | 2024-01-15 | 2024-03-29 | 西安稀有金属材料研究院有限公司 | Nanometer second-phase reinforced superfine crystal tungsten copper composite material and preparation method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7164906B2 (en) | METHOD FOR PREPARATION OF METAL MATERIAL OR METAL COMPOSITE MATERIAL | |
| Wang et al. | Rapid synthesis and sintering of metals from powders | |
| RU2202642C1 (en) | Method of manufacture of copper-based composite material and composite material manufactured by this method | |
| Ling et al. | Fabrication and evaluation of SiC/Cu functionally graded material used for plasma facing components in a fusion reactor | |
| CN112226662B (en) | Double-nanostructure tungsten alloy with good high-temperature stability and preparation method and application thereof | |
| CN1328336C (en) | Method for preparing self-lubricating coat in use for high temperature | |
| Kumar et al. | Structural investigations of nanocrystalline Cu-Cr-Mo alloy prepared by high-energy ball milling | |
| CN110218927B (en) | High-temperature hard alloy and manufacturing method thereof | |
| CN108823444B (en) | Short-process preparation method of copper-carbon composite material | |
| RU2597204C1 (en) | Nanocomposite electro-contact material and method for production thereof | |
| Božić et al. | Microstructures and mechanical properties of ZA27-Al2O3 composites obtained by powder metallurgy process | |
| Hussain et al. | Properties and spot welding behaviour of copper–alumina composites through ball milling and mechanical alloying | |
| Saminathan et al. | Improved thermoelectric properties of Fe doped Si-rich higher manganese silicide | |
| JP4730338B2 (en) | COMPOSITE MATERIAL FOR INJECTION MOLDING COMPRISING CERAMIC DISPERSED MAGNESIUM COMPOSITE MATERIAL AND ITS MANUFACTURING METHOD | |
| CL et al. | Microstructures and mechanical properties of Nb/Nb-silicide in-situ composites synthesized by reactive hot pressing of ball milled powders | |
| JPH0474402B2 (en) | ||
| Chmielewski et al. | Relationship between mixing conditions and properties of sintered 20AlN/80Cu composite materials | |
| Tracy et al. | Consolidation of nanocrystalline Nb Al powders by plasma activated sintering | |
| US3240592A (en) | Dispersion hardened materials and processes therefor | |
| RU2739493C1 (en) | Method of producing composite electric contact material of cu-sic | |
| Lee et al. | Fabrication of Mg2Si thermoelectric materials by mechanical alloying and spark-plasma sintering process | |
| RU2645855C2 (en) | Method for producing electrocontact composite material based on copper containing clusters containing clusters based on refractory metal particles | |
| RU2769344C1 (en) | Material for arc-quenching and breaking electrical contacts based on copper and method of its production | |
| JP3564541B2 (en) | Sintered zinc antimony compound and method for producing the same | |
| RU2691452C1 (en) | Method of making composite material for electric breaking contacts and material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080927 |