一種制備碳化鋁彌散強化銅的方法
【專利摘要】一種制備碳化鋁彌散強化銅粉末的方法，屬于彌散強化材料領(lǐng)域。采用水霧化制備銅鋁合金粉，其中鋁的質(zhì)量分數(shù)在0.5%-2%之間，稱取一定量的活性炭粉與銅鋁合金粉混合，保證活性炭粉與鋁粉的摩爾比為3:4，使之完全反應(yīng)。把混合粉末放入行星式高能球磨機中球磨，球料比為10-12：1，球磨機轉(zhuǎn)速為350-400r/min，球磨時間為20-40小時，不包含停機時間。每球磨5小時停機1小時，以防止球磨罐溫度過高。然后將球磨好的粉末在氫氣流中在700-800℃擴散并還原40-60min，使球磨后的粉末充分還原，并使鋁粉與活性炭粉充分反應(yīng)，生成Al4C3，最終得到彌散相顆粒細小分布均勻的Al4C3彌散強化銅粉末。
【專利說明】一種制備碳化鋁彌散強化銅的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于彌散強化金屬材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別提供了一種采用制備碳化鋁彌散強化銅的方法。
技術(shù)背景
[0002]彌散強化在金屬基體中引入穩(wěn)定、均勻、細小的氧化物質(zhì)點，釘扎位錯、晶界、亞晶界，阻礙位錯的移動，從而強化材料的方法。彌散強化銅由于在銅基體中彌散分布著細小均勻的氧化物質(zhì)點，其強度較高，軟化溫度高；同時細小彌散分布的氧化物質(zhì)點又不會對銅合金本身的導(dǎo)電導(dǎo)熱性造成不良影響，使得彌散強化銅在提高強度的同時還能保持自身優(yōu)異的導(dǎo)電導(dǎo)熱性。因此，彌散強化銅是綜合導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、室溫和高溫強度、硬度和耐磨性、抗熔焊性能最高的銅合金。
[0003]目前制備彌散強化銅的工藝主要為機械合金化法，將納米Al2O3粉和銅粉放入高能球磨機中進行高能球磨，球磨過程中較硬的納米Al2O3粉被磨到較軟的銅粉內(nèi)部，形成Al2O3在銅粉中均勻分布的彌散強化銅粉。該方法存在一定的缺陷，即在球磨過程中仍然避免不了 Al2O3粉末的團聚，制備的彌散強化銅粉中仍然存在較大顆粒的Al 203粉末。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種利用高能球磨的方法制備碳化鋁彌散強化銅粉末的方法。該方法與傳統(tǒng)的機械合金化法相比，采用水霧化的銅鋁合金粉末加入活性炭粉進行高能球磨后真空高溫擴散，在球磨以及高溫擴散的過程中，Al與活性炭發(fā)生反應(yīng)生成Al4C3，原位反應(yīng)所得到的彌散相分布更加均勾，所得到的彌散相顆粒細小。
[0005]本發(fā)明制備碳化鋁彌散強化銅粉的工藝過程為:采用水霧化制備銅鋁合金粉，其中鋁的質(zhì)量分數(shù)為總重量的0.5%-2%，稱取一定量的活性炭粉與銅鋁合金粉混合，保證活性炭粉與銷粉的摩爾比為3:4，使之完全反應(yīng)。把混合粉末放入行星式高能球磨機中球磨，球料比為10-12:1，球磨機轉(zhuǎn)速為350-400r/min，球磨時間為20-40小時，不包含停機時間。每球磨5小時停機I小時，以防止球磨罐溫度過高。然后將球磨好的粉末在氫氣流中在700-800°C擴散并還原40-60min，使球磨后的粉末充分還原，并使鋁粉與活性炭粉充分反應(yīng)，生成Al4C3,最終得到彌散相顆粒細小分布均勻的Al4C3彌散強化銅粉末。
[0006]此法的優(yōu)點在于在高能球磨和高溫擴散，使銅鋁合金粉中的鋁與碳發(fā)生原位反應(yīng)，原位合成碳化鋁顆粒，所得到的彌散相分布均勻，顆粒細小。

【具體實施方式】
[0007]實施例1:0.67%A14C3彌散強化銅粉末
采用水霧化制備銅鋁合金粉，其中鋁的質(zhì)量分數(shù)為0.5%，稱取一定量的活性炭粉與銅鋁合金粉混合，保證活性炭粉與鋁粉的摩爾比為3:4，使之完全反應(yīng)后得到的Al4C3的質(zhì)量分數(shù)為0.67%。把混合粉末放入行星式高能球磨機中球磨，球料比為10:1，球磨機轉(zhuǎn)速為350r/min，球磨時間為20小時，不包含停機時間。每球磨5小時停機I小時，以防止球磨罐溫度過高。然后將球磨好的粉末在氫氣流中在700°C擴散并還原40min，使球磨后的粉末充分還原，并使鋁粉與活性炭粉充分反應(yīng)，生成Al4C3,最終得到彌散相顆粒細小分布均勻的Al4C3彌散強化銅粉末。
[0008]實施例2:1.33%A1203彌散強化銅粉末
采用水霧化制備銅鋁合金粉，其中鋁的質(zhì)量分數(shù)為1%，稱取一定量的活性炭粉與銅鋁合金粉混合，保證活性炭粉與鋁粉的摩爾比為3:4，使之完全反應(yīng)后得到的Al4C3的質(zhì)量分數(shù)為1.33%。把混合粉末放入行星式高能球磨機中球磨，球料比為11:1，球磨機轉(zhuǎn)速為370r/min，球磨時間為30小時，不包含停機時間。每球磨5小時停機I小時，以防止球磨罐溫度過高。然后將球磨好的粉末在氫氣流中在750°C擴散并還原50min，使球磨后的粉末充分還原，并使鋁粉與活性炭粉充分反應(yīng)，生成Al4C3,最終得到彌散相顆粒細小分布均勻的Al4C3彌散強化銅粉末。
[0009]實施例3:2.67%A1203彌散強化銅粉末
采用水霧化制備銅鋁合金粉，其中鋁的質(zhì)量分數(shù)為2%，稱取一定量的活性炭粉與銅鋁合金粉混合，保證活性炭粉與鋁粉的摩爾比為3:4，使之完全反應(yīng)后得到的Al4C3的質(zhì)量分數(shù)為2.67%。把混合粉末放入行星式高能球磨機中球磨，球料比為12:1，球磨機轉(zhuǎn)速為400r/min，球磨時間為40小時，不包含停機時間。每球磨5小時停機I小時，以防止球磨罐溫度過高。然后將球磨好的粉末在氫氣流中在800°C擴散并還原60min，使球磨后的粉末充分還原，并使鋁粉與活性炭粉充分反應(yīng)，生成Al4C3,最終得到彌散相顆粒細小分布均勻的Al4C3彌散強化銅粉末。
【權(quán)利要求】
1.一種采用高能球磨制備碳化鋁彌散強化銅粉末的方法，其特征在于，采用水霧化制備銅鋁合金粉，其中鋁的質(zhì)量分數(shù)為總重量的0.5%-2%，稱取活性炭粉與銅鋁合金粉混合，活性炭粉與鋁粉的摩爾比為3:4 ;把混合粉末放入球磨機中球磨，球料比為10-12:1，球磨機轉(zhuǎn)速為350-400r/min，球磨時間為20-40小時，每球磨5小時停機I小時；然后將球磨好的粉末在氫氣流中在700-800°C擴散并還原40-60min，使球磨后的粉末充分還原，并使鋁粉與活性炭粉充分反應(yīng)，生成Al4C3，最終得到彌散相顆粒細小分布均勻的Al4C3彌散強化銅粉末。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用高能球磨制備碳化鋁彌散強化銅粉末的方法，其特征在于，所述的球磨機為行星式高能球磨機。
【文檔編號】C22C9/01GK104480339SQ201410846127
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月31日
【發(fā)明者】葛蓮, 郭志猛, 羅驥, 曹慧欽 申請人:揚州立德粉末冶金股份有限公司