一種防腐蝕銅基粉末冶金材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種防腐蝕銅基粉末冶金材料及其制備方法，粉末冶金材料包括以下組分：銅粉，氧化銅粉，鋁粉，二氧化硅，氧化鎳粉，硬脂酸鋅，聚乙烯醇，聚丙烯酰胺和硅酸鈣；制備方法為將銅粉、氧化銅粉、鋁粉、二氧化硅、氧化鎳粉、硬脂酸鋅和硅酸鈣于混合攪拌機中攪拌混合均勻，加入聚乙烯醇和聚丙烯酰胺，在一定溫度下攪拌混合，送入壓機，通過模具初壓成形得到壓坯；再將壓坯送入燒結(jié)爐，先在真空條件下升溫至150-200℃，燒結(jié)200-300分鐘；然后升溫至800-900℃，燒結(jié)150-240分鐘，再降溫至180-200℃，使用水蒸汽熏蒸20-30分鐘，降至室溫。本發(fā)明提供的防腐蝕銅基粉末冶金材料具有優(yōu)良的防腐性能。
【專利說明】一種防腐蝕銅基粉末冶金材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于粉末冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種防腐蝕銅基粉末冶金材料及其制備 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 粉末冶金具有獨特的化學(xué)組成和機械、物理性能，而這些性能是用傳統(tǒng)的熔鑄方 法無法獲得的。運用粉末冶金技術(shù)可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品，如含油 軸承、齒輪、凸輪、導(dǎo)桿、刀具等，是一種少無切削工藝。
[0003] 粉末冶金具有以下特點：
[0004] (1)粉末冶金技術(shù)可以最大限度地減少合金成分偏聚，消除粗大、不均勻的鑄造組 織。在制備高性能稀土永磁材料、稀土儲氫材料、稀土發(fā)光材料、稀土催化劑、高溫超導(dǎo)材 料、新型金屬材料（如Al-Li合金、耐熱Al合金、超合金、粉末耐蝕不銹鋼、粉末高速鋼、金 屬間化合物高溫結(jié)構(gòu)材料等）具有重要的作用。
[0005] (2)可以制備非晶、微晶、準(zhǔn)晶、納米晶和超飽和固溶體等一系列高性能非平衡材 料，這些材料具有優(yōu)異的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)和力學(xué)性能。
[0006] (3)可以容易地實現(xiàn)多種類型的復(fù)合，充分發(fā)揮各組元材料各自的特性，是一種低 成本生產(chǎn)高性能金屬基和陶瓷復(fù)合材料的工藝技術(shù)。
[0007] (4)可以生產(chǎn)普通熔煉法無法生產(chǎn)的具有特殊結(jié)構(gòu)和性能的材料和制品，如新型 多孔生物材料，多孔分離膜材料、高性能結(jié)構(gòu)陶瓷磨具和功能陶瓷材料等。
[0008] (5)可以實現(xiàn)近凈形成形和自動化批量生產(chǎn)，從而，可以有效地降低生產(chǎn)的資源和 能源消耗。
[0009] (6)可以充分利用礦石、尾礦、煉鋼污泥、乳鋼鐵鱗、回收廢舊金屬作原料，是一種 可有效進行材料再生和綜合利用的新技術(shù)。
[0010] 目前粉末冶金技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，其中以銅基粉末冶金材料技術(shù)已經(jīng)發(fā)展并應(yīng) 用多年，但是銅基粉末冶金材料存在抗拉強度不高，伸長率較低，對于該材料的應(yīng)用起到一 定的限制作用，同時，隨著工業(yè)化的發(fā)展，對材料的性能要求越來越高，因此，開發(fā)一種能夠 應(yīng)用更廣泛的高性能材料迫在眉睫。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的在于為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種防腐蝕銅基粉末冶 金材料及其制備方法，提高耐腐蝕性能，提升伸長率以及抗拉強度。
[0012] 本發(fā)明是采用以下技術(shù)手段實現(xiàn)的：
[0013] 一種防腐蝕銅基粉末冶金材料，以重量組分計包括：銅粉30-40份，氧化銅粉3-8 份，錯粉10 _20份，二氧化娃5-10份，氧化鎳粉5-10份，硬脂酸鋅2-5份，聚乙烯醇3-8份， 聚丙烯酰胺1-5份，硅酸鈣3-6份。
[0014] 所述的防腐蝕銅基粉末冶金材料，可以優(yōu)選為以重量組分計包括：銅粉33-37份， 氧化銅粉5-7份，鋁粉15-18份，二氧化硅6-8份，氧化鎳粉8-10份，硬脂酸鋅3-5份，聚乙 烯醇5-7份，聚丙烯酰胺2-5份，硅酸鈣4-6份。
[0015] 一種以上所述的防腐蝕銅基粉末冶金材料的制備方法，包括以下步驟：
[0016] 步驟一，將銅粉、氧化銅粉、鋁粉、二氧化硅、氧化鎳粉、硬脂酸鋅和硅酸鈣加入到 混合攪拌機中，攪拌混合均勻，然后加入聚乙烯醇和聚丙烯酰胺，在50-60°C條件下攪拌 30-50分鐘，得到混合物料一；
[0017] 步驟二，將混合物料一送入壓機，通過模具初壓成形，得到壓坯；
[0018] 步驟三，將壓坯送入燒結(jié)爐，先在真空度為0.002-0. 005MPa的條件下升溫至 150-200°C，燒結(jié)200-300分鐘；然后升溫至800-900°C，燒結(jié)150-240分鐘，再降溫至 180-200°C，使用水蒸汽熏蒸20-30分鐘，降至室溫。
[0019] 所述的防腐蝕銅基粉末冶金材料的制備方法，步驟一中混合攪拌均勻的攪拌速度 可以為150-180轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌20-30分鐘。
[0020] 所述的防腐蝕銅基粉末冶金材料的制備方法，步驟二中初壓成形的壓力可以為 820-860MPa。
[0021] 所述的防腐蝕銅基粉末冶金材料的制備方法，步驟三中升溫至150-200°C的升溫 速度可以為15-20°C/分鐘，升溫至800-900°C的升溫速度可以為10_15°C/分鐘。
[0022] 所述的防腐蝕銅基粉末冶金材料的制備方法，步驟三中降溫至180-200°C的降溫 速度可以為20-30°C/分鐘。
[0023] 本發(fā)明提供的防腐蝕銅基粉末冶金材料具有良好的抗拉強度與伸長率，其中抗拉 強度達(dá)到了 368MPa以上，伸長率達(dá)到了 7. 12%以上，同時防腐性能優(yōu)越，在相對濕度80%， 溫度60°C的條件下IOOOh材料表面無變化。

【具體實施方式】
[0024] 實施例1
[0025] -種防腐蝕銅基粉末冶金材料，以重量組分計包括：銅粉30份，氧化銅粉3份，鋁 粉10份，二氧化硅5份，氧化鎳粉5份，硬脂酸鋅2份，聚乙烯醇3份，聚丙烯酰胺1份，硅 酸鈣3份。
[0026] 以上所述的防腐蝕銅基粉末冶金材料的制備方法，包括以下步驟：
[0027] 步驟一，將銅粉、氧化銅粉、鋁粉、二氧化硅、氧化鎳粉、硬脂酸鋅和硅酸鈣加入到 混合攪拌機中，攪拌混合均勻，其中攪拌速度為150轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌20分鐘，然后加入聚乙 烯醇和聚丙烯酰胺，在50°C條件下攪拌30分鐘，得到混合物料一；
[0028] 步驟二，將混合物料一送入壓機，通過模具初壓成形，壓力為820MPa，得到壓坯；
[0029] 步驟三，將壓坯送入燒結(jié)爐，先在真空度為0. 002MPa的條件下升溫至150°C，升溫 速度為15°C/分鐘，燒結(jié)200分鐘；然后升溫至800°C，升溫速度為KTC/分鐘，燒結(jié)150分 鐘，再降溫至180°C，降溫速度為20°C/分鐘，使用水蒸汽熏蒸20分鐘，降至室溫。
[0030] 實施例2
[0031]一種防腐蝕銅基粉末冶金材料，以重量組分計包括：銅粉33份，氧化銅粉5份，鋁 粉15份，二氧化硅6份，氧化鎳粉8份，硬脂酸鋅3份，聚乙烯醇5份，聚丙烯酰胺2份，硅 酸鈣4份。
[0032] 以上所述的防腐蝕銅基粉末冶金材料的制備方法，包括以下步驟：
[0033] 步驟一，將銅粉、氧化銅粉、鋁粉、二氧化硅、氧化鎳粉、硬脂酸鋅和硅酸鈣加入到 混合攪拌機中，攪拌混合均勻，其中攪拌速度為160轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌25分鐘，然后加入聚乙 烯醇和聚丙烯酰胺，在53°C條件下攪拌38分鐘，得到混合物料一；
[0034] 步驟二，將混合物料一送入壓機，通過模具初壓成形，壓力為830MPa，得到壓坯；
[0035] 步驟三，將壓坯送入燒結(jié)爐，先在真空度為0. 003MPa的條件下升溫至160°C，升溫 速度為16°C/分鐘，燒結(jié)220分鐘；然后升溫至830°C，升溫速度為12°C/分鐘，燒結(jié)180分 鐘，再降溫至185°C，降溫速度為23°C/分鐘，使用水蒸汽熏蒸25分鐘，降至室溫。
[0036] 實施例3
[0037] -種防腐蝕銅基粉末冶金材料，以重量組分計包括：銅粉35份，氧化銅粉6份，鋁 粉17份，二氧化硅7份，氧化鎳粉9份，硬脂酸鋅4份，聚乙烯醇6份，聚丙烯酰胺4份，硅 酸鈣5份。
[0038] 以上所述的防腐蝕銅基粉末冶金材料的制備方法，包括以下步驟：
[0039] 步驟一，將銅粉、氧化銅粉、鋁粉、二氧化硅、氧化鎳粉、硬脂酸鋅和硅酸鈣加入到 混合攪拌機中，攪拌混合均勻，其中攪拌速度為160轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌28分鐘，然后加入聚乙 烯醇和聚丙烯酰胺，在55°C條件下攪拌40分鐘，得到混合物料一；
[0040] 步驟二，將混合物料一送入壓機，通過模具初壓成形，壓力為850MPa，得到壓坯；
[0041] 步驟三，將壓坯送入燒結(jié)爐，先在真空度為0. 004MPa的條件下升溫至180°C，升溫 速度為18°C/分鐘，燒結(jié)250分鐘；然后升溫至860°C，升溫速度為12°C/分鐘，燒結(jié)190分 鐘，再降溫至195°C，降溫速度為25°C/分鐘，使用水蒸汽熏蒸26分鐘，降至室溫。
[0042] 實施例4
[0043] 一種防腐蝕銅基粉末冶金材料，以重量組分計包括：銅粉37份，氧化銅粉7份，鋁 粉18份，二氧化硅8份，氧化鎳粉10份，硬脂酸鋅5份，聚乙烯醇7份，聚丙烯酰胺5份，硅 酸鈣6份。
[0044] 以上所述的防腐蝕銅基粉末冶金材料的制備方法，包括以下步驟：
[0045] 步驟一，將銅粉、氧化銅粉、鋁粉、二氧化硅、氧化鎳粉、硬脂酸鋅和硅酸鈣加入到 混合攪拌機中，攪拌混合均勻，其中攪拌速度為180轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌23分鐘，然后加入聚乙 烯醇和聚丙烯酰胺，在60°C條件下攪拌45分鐘，得到混合物料一；
[0046] 步驟二，將混合物料一送入壓機，通過模具初壓成形，壓力為850MPa，得到壓坯；
[0047] 步驟三，將壓坯送入燒結(jié)爐，先在真空度為0. 004MPa的條件下升溫至180°C，升溫 速度為20°C/分鐘，燒結(jié)270分鐘；然后升溫至880°C，升溫速度為15°C/分鐘，燒結(jié)220分 鐘，再降溫至196°C，降溫速度為27°C/分鐘，使用水蒸汽熏蒸28分鐘，降至室溫。
[0048] 實施例5
[0049] 一種防腐蝕銅基粉末冶金材料，以重量組分計包括：銅粉40份，氧化銅粉8份，鋁 粉20份，二氧化硅10份，氧化鎳粉10份，硬脂酸鋅5份，聚乙烯醇8份，聚丙烯酰胺5份， 娃酸興6份。
[0050] 以上所述的防腐蝕銅基粉末冶金材料的制備方法，包括以下步驟：
[0051] 步驟一，將銅粉、氧化銅粉、鋁粉、二氧化硅、氧化鎳粉、硬脂酸鋅和硅酸鈣加入到 混合攪拌機中，攪拌混合均勻，其中攪拌速度為180轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌30分鐘，然后加入聚乙 烯醇和聚丙烯酰胺，在60°C條件下攪拌50分鐘，得到混合物料一；
[0052] 步驟二，將混合物料一送入壓機，通過模具初壓成形，壓力為860MPa，得到壓坯；
[0053] 步驟三，將壓坯送入燒結(jié)爐，先在真空度為0. 005MPa的條件下升溫至200°C，升溫 速度為20°C/分鐘，燒結(jié)300分鐘；然后升溫至900°C，升溫速度為15°C/分鐘，燒結(jié)240分 鐘，再降溫至200°C，降溫速度為30°C/分鐘，使用水蒸汽熏蒸30分鐘，降至室溫。
[0054] 對照例
[0055] -種防腐蝕銅基粉末冶金材料，以重量組分計包括：銅粉35份，氧化銅粉6份，鋁 粉17份，二氧化硅7份，氧化鎳粉9份，硬脂酸鋅4份，硅酸鈣5份。
[0056] 以上所述的防腐蝕銅基粉末冶金材料的制備方法，包括以下步驟：
[0057] 步驟一，將銅粉、氧化銅粉、鋁粉、二氧化硅、氧化鎳粉、硬脂酸鋅和硅酸鈣加入到 混合攪拌機中，攪拌混合均勻，其中攪拌速度為160轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌28分鐘，然后在55°C條 件下攪拌40分鐘，得到混合物料一；
[0058] 步驟二，將混合物料一送入壓機，通過模具初壓成形，壓力為850MPa，得到壓坯；
[0059] 步驟三，將壓坯送入燒結(jié)爐，先在真空度為0. 004MPa的條件下升溫至180°C，升溫 速度為18°C/分鐘，燒結(jié)250分鐘；然后升溫至860°C，升溫速度為12°C/分鐘，燒結(jié)190分 鐘，再降溫至195°C，降溫速度為25°C/分鐘，使用水蒸汽熏蒸26分鐘，降至室溫。
[0060] 對以上實施例制備得到的防腐蝕銅基粉末冶金材料進行性能測試，結(jié)果如下：
[0061]

【權(quán)利要求】
1. 一種防腐蝕銅基粉末冶金材料，其特征在于，以重量組分計包括：銅粉30-40份，氧 化銅粉3-8份，鋁粉10-20份，二氧化硅5-10份，氧化鎳粉5-10份，硬脂酸鋅2-5份，聚乙 烯醇3-8份，聚丙烯酰胺1-5份，硅酸鈣3-6份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防腐蝕銅基粉末冶金材料，其特征在于，以重量組分計包括： 銅粉33-37份，氧化銅粉5-7份，鋁粉15-18份，二氧化硅6-8份，氧化鎳粉8-10份，硬脂酸 鋅3-5份，聚乙烯醇5-7份，聚丙烯酰胺2-5份，硅酸鈣4-6份。
3. -種權(quán)利要求1或2所述的防腐蝕銅基粉末冶金材料的制備方法，其特征在于，包括 以下步驟： 步驟一，將銅粉、氧化銅粉、鋁粉、二氧化硅、氧化鎳粉、硬脂酸鋅和硅酸鈣加入到混合 攪拌機中，攪拌混合均勻，然后加入聚乙烯醇和聚丙烯酰胺，在50-60°C條件下攪拌30-50 分鐘，得到混合物料一； 步驟二，將混合物料一送入壓機，通過模具初壓成形，得到壓坯； 步驟三，將壓坯送入燒結(jié)爐，先在真空度為0. 002-0. 005MPa的條件下升溫至 150-200°C，燒結(jié)200-300分鐘；然后升溫至800-900°C，燒結(jié)150-240分鐘，再降溫至 180-200°C，使用水蒸汽熏蒸20-30分鐘，降至室溫。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的防腐蝕銅基粉末冶金材料的制備方法，其特征在于，步驟一 中混合攪拌均勻的攪拌速度為150-180轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌20-30分鐘。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的防腐蝕銅基粉末冶金材料的制備方法，其特征在于，步驟二 中初壓成形的壓力為820-860MPa。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的防腐蝕銅基粉末冶金材料的制備方法，其特征在于，步驟 三中升溫至150-200°C的升溫速度為15-20°C /分鐘，升溫至800-900°C的升溫速度為 10-15°C / 分鐘。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的防腐蝕銅基粉末冶金材料的制備方法，其特征在于，步驟三 中降溫至180-200°C的降溫速度為20-30°C /分鐘。
【文檔編號】C22C30/02GK104325130SQ201410570917
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】劉莉, 王爽, 劉曉東 申請人:蘇州萊特復(fù)合材料有限公司