一种超高强度铜钛合金及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109971988A(43)申请公布日2019.07.05(21)申请号201910262285.9(22)申请日2019.04.02(71)申请人东北大学地址110819辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号(72)发明人王聪范永刚(74)专利代理机构沈阳东大知识产权代理有限公司21109代理人宁佳(51)Int.Cl.C22C9/00(2006.01)B22F3/10(2006.01)C22C1/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种超高强度铜钛合金及其制备方法(57)摘要本发明的一种超高强度铜钛合金及其制备方法，合金包括组分及其质量百分比为：Cu粉：55～58％，Ti粉：42～45％。制法为：按超高强度铜钛合金的成分配比，将Cu粉和Ti粉混合均匀，制得混合料后进行压制成型，压力为35～100MPa，保压10～30min，制得合金生坯；将合金生坯在惰性气体气氛下烧结，以5～10℃/min的升温速率，从室温升温至烧结温度1085～1150℃，烧结10～60min后冷却出炉，制得超高强度铜钛合金。该方法制备的铜钛合金具有极高强度，同时还具有一定的韧性以及良好的热导率，原料来源易得混料时间短。通过对烧结温度、升温速率和保温时间的精确控制，制得合金不仅成分符合要求且性能有保证。CN109971988ACN109971988A权利要求书1/1页1.一种超高强度铜钛合金，其特征在于，包括组分及其质量百分比为：Cu粉：55～58％，Ti粉：42～45％。2.根据权利要求1所述的超高强度铜钛合金，其特征在于，所述的超高强度铜钛合金的显微硬度为270～320HV，冲击韧性为20～30J/cm2。3.权利要求1所述的超高强度铜钛合金及其制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，混料：按超高强度铜钛合金的成分配比，将Cu粉和Ti粉混合均匀，制得混合料A；步骤2，成型：将混合料A进行压制成型，压力为35～100MPa，保压10～30min，制得合金生坯；步骤3，烧结：(1)将合金生坯，在惰性气体气氛下烧结，以5～10℃/min的升温速率，从室温升温至烧结温度1085～1150℃，烧结时间10～60min；(2)烧结后冷却至≤40℃出炉，制得超高强度铜钛合金。4.根据权利要求3所述的超高强度铜钛合金及其制备方法，其特征在于，所述的步骤1中，Cu粉和Ti粉的粒径范围均为45～60μm。5.根据权利要求3所述的超高强度铜钛合金及其制备方法，其特征在于，所述的步骤1中，混合时间为0.5～2h。6.根据权利要求3所述的超高强度铜钛合金及其制备方法，其特征在于，所述的步骤2中，压制成型在室温下进行，具体将混合料A均匀投入模具内，进行压制成型，所述的压制成型采用液压机进行。7.根据权利要求3所述的超高强度铜钛合金及其制备方法，其特征在于，所述的步骤3(1)中，通过添加惰性气体使烧结过程在无氧气氛下进行，所述的惰性气体为氩气。8.根据权利要求3所述的超高强度铜钛合金及其制备方法，其特征在于，所述的步骤3(1)中，烧结过程中发生反应如下：Cu+Ti＝CuTi。2CN109971988A说明书1/4页一种超高强度铜钛合金及其制备方法技术领域[0001]本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种超高强度铜钛合金及其制备方法。背景技术[0002]铜是生活中常见的金属，具有良好的导电性、导热性、延展性和耐蚀性，广泛应用于电气、电子、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在中国有色金属材料的消费中仅次于铝。铜的强度很低，因此考虑向铜中加入其它和金元素来改善铜的力学性能。铜可与很多金属形成合金，最常见的铜合金有青铜(Cu-Sn合金)，黄铜(Cu-Zn合金)和白铜(Cu-Ni合金)三大类。此外，铜还能够和Be、Cr、Zr、Fe、Nb、Ag、Ti等形成合金，某些合金元素的加入能够明显改善Cu的力学性能，使得铜在保持有较高导热性和电导率的同时也能具有较高的强度。[0003]钛是二十世纪中期发展起来的金属，因其具有优良的耐腐蚀性、生物相容性和优异的力学性能，被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，钛合金广泛应用于航空航天、军工、汽车、医疗器械等高端制造领域。钛能够和很多金属形成合金，目前应用最广泛的为Ti-Al合金。虽然目前人们对铜和钛的研究都比较多，但是对于Cu-Ti合金却缺乏深入的了解。目前专门研究CuTi这一种的金属间化合物很少，因此采用了原子比为1:1的原料配比，希望得到纯的CuTi金属间化合物。不仅保持良好的导热性能和导电性能，用于电缆、变压器线圈或者导电片、高强度弹簧、电触点、集成电路封装中的引线框架和隔膜等。由于金属间化合物的硬度远高于纯铜或纯钛金属基体的硬度，因