一种硼化物颗粒增强铜基复合材料的制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115433848A(43)申请公布日2022.12.06(21)申请号202211206332.6B22F3/14(2006.01)(22)申请日2022.09.30H01B1/02(2006.01)(71)申请人西安理工大学地址710048陕西省西安市碑林区金花南路5号(72)发明人姜伊辉郑淇元梁淑华曹飞邹军涛肖鹏(74)专利代理机构西安弘理专利事务所61214专利代理师徐瑶(51)Int.Cl.C22C1/05(2006.01)C22C9/00(2006.01)C22C32/00(2006.01)B22F9/08(2006.01)B22F3/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种硼化物颗粒增强铜基复合材料的制备方法(57)摘要本发明公开了一种硼化物颗粒增强铜基复合材料的制备方法中，以气雾化铜合金粉和硼粉为原料，通过振动混粉将粉末混合均匀，再通过压力机将混合均匀的粉体压制成坯，然后将毛坯在气氛热压炉内烧结得到硼化物颗粒增强铜基复合材料；本发明制备的HfB2、TiB2、FeB、NiB颗粒增强铜基复合材料，生成的颗粒尺寸为纳米级，界面结合性能好，颗粒分布弥散，且制备成本低，流程简单等优点。CN115433848ACN115433848A权利要求书1/1页1.一种硼化物颗粒增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于，基于扩散反应原理的方法，通过向铜合金内部渗硼，硼原子与固溶于铜中的合金元素生成纳米级的金属硼化物弥散颗粒，最终制备出纳米颗粒增强铜基复合材料。2.根据权利要求1所述的一种硼化物颗粒增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于，具体按以下步骤实施：步骤1，按比例称量合金块和纯铜块，通过气雾化炉进行熔炼气雾化制备铜合金粉末；步骤2，按所需金属硼化物的比例称量铜合金粉和硼粉；步骤3，将称量好的铜合金粉和硼粉在振动混粉机内进行混粉；步骤4，将混合均匀的铜合金粉和硼粉装入冷压模具，在压力机上进行预压成型；步骤5，将预压毛坯放入石墨模具，放入立式气氛热压烧结炉内进行烧结，最终得到均匀弥散的硼化物颗粒增强铜基复合材料。3.根据权利要求2所述的一种硼化物颗粒增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中铜合金粉粒径10‑130μm，硼粉粒径100nm‑1μm。4.根据权利要求2所述的一种硼化物颗粒增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3具体为：将称量好的铜合金粉和硼粉装入混粉瓶中，在振动混粉机上设置混粉时间、混粉频率进行混粉，混粉时间1‑10h，混粉频率10‑60Hz。5.根据权利要求2所述的一种硼化物颗粒增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4中预压成型的压力为100‑300Mpa。6.根据权利要求2所述的一种硼化物颗粒增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤5中烧结过程具体为：在立式气氛热压炉通入的保护气为N2气，烧结过程的具体参数为：将预压毛坯放入石墨模具，模具放入立式气氛热压烧结炉内，通入N2气30‑80min，排除炉内空气后进行升温烧结，开始加热后，从室温以5‑25℃/min升温至800‑1060℃，保温1h，并在前5‑20min加压至10‑40MPa，然后保压；当保温结束后中断加热，随炉冷却并保压至500‑800℃，再随炉冷却至室温。2CN115433848A说明书1/4页一种硼化物颗粒增强铜基复合材料的制备方法技术领域[0001]本发明属于粉末冶金技术领域，涉及一种硼化物颗粒增强铜基复合材料的制备方法。背景技术[0002]颗粒弥散强化铜基复合材料在保持纯铜的优异导电导热性能的情况下，力学得到大幅提升(高强度、高硬度和高模量)。铜基中添加的增强颗粒主要包括硼化物、碳化物、氮化物和氧化物，常见有MgB2、TiB2、NbC、ZrC、TiN、AlN、SiO2、ZrO2等，本发明引入的TiB2、HfB2、FeB、NiB等硼化物颗粒，由于其独特的物理和化学性质，包括高熔点、高导热、高导电以及高稳定性，通过内硼化法将陶瓷颗粒引入铜基体后，能够制备出满足高传导需求的高性能铜材料。目前制备的硼化物陶瓷颗粒增强铜基复合材料虽然在一定程度上改善了铜材料强度与导电性能匹配关系，但其仍存在增强体颗粒尺寸偏大、颗粒团聚现象严重等问题，进而严重削弱铜基复合材料服役性能。因此，需要开发一种新方法，使得铜基复合材料中的硼化物均匀弥散分布，使复合材料保持有较高强度的同时满足高传导需求。发明内容[0003]本发明的目的是提供一种硼化物颗粒增强铜基复合材料的制备方法，解决了现有硼化物增强铜基复合材料制备方法中存在增强相颗粒尺寸大、增强体易发生团聚的问题。[0004]本发明所采用的技术方案是，一种硼化物颗粒增强铜基复合材料的制备方法，基于