一种铜铁复合粉体材料的制备及其成型方法.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CN108889943A(43)申请公布日2018.11.27(21)申请号201811031510.XC22C9/00(2006.01)(22)申请日2018.09.05C22C33/02(2006.01)C22C38/16(2006.01)(71)申请人河北工业大学地址300130天津市红桥区丁字沽光荣道8号河北工业大学东院330#(72)发明人殷福星马玉凤冀璞光祁丹丹方伟王以春冯建航(74)专利代理机构天津翰林知识产权代理事务所(普通合伙)12210代理人赵凤英(51)Int.Cl.B22F3/02(2006.01)B22F3/10(2006.01)B22F9/26(2006.01)C22C1/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种铜铁复合粉体材料的制备及其成型方法(57)摘要本发明为一种铜铁复合粉体材料的制备及其成型方法。该方法采用三水硝酸铜溶液和九水硝酸铜为原始材料，将三水硝酸铜溶与九水硝酸铁溶液混合，然后对其进行喷雾干燥获得硝酸铜/硝酸铁复合粉末，最后经过分解还原得到分布均匀、结合良好的铜铁复合粉末。随后将获得的不同比例的铜铁复合粉末放入模具内冷压成型，随后在950℃的真空管式炉内进行烧结，获得具有良好性能的铜铁合金。本发明较传统制备方法在成分调控上，可以根据用途不同，铜和铁的比例可以自由调整。CN108889943ACN108889943A权利要求书1/1页1.一种铜铁复合粉体材料的制备方法，其特征为该方法包括以下步骤：(1)三水硝酸铜与九水硝酸铁混合溶液的制备搅拌下，将三水硝酸铜溶液和九水硝酸铁溶液混合，然后继续搅拌5~10min，然后过滤，得到混合溶液；其中，摩尔比铜：铁=1:0.01~100；所述的搅拌转速均为30-100r/min，所述的三水硝酸铜溶液和九水硝酸铁质量之和为混合溶液质量的1-30％；(2)硝酸铜/硝酸铁前驱体粉末的制备将上步得到的混合溶液放在磁力搅拌器上继续搅拌，同时用喷雾干燥机从溶液抽取进行喷雾干燥，得到前驱体硝酸铜与硝酸铁复合粉末；其中喷雾过程参数为进料速率为6~12ml/min，进风温度为200℃，出风温度为110℃~125℃，空气流量为800L/H；(3)氧化铜与三氧化二铁复合前驱体粉末的制备步骤(2)得到的前驱体粉末在惰性气氛下，以5℃~20℃/min的速率升温至250℃~450℃，保温30~60min，得到氧化铜与三氧化二铁复合前驱体粉末；(4)铜铁复合粉末的制备步骤(3)得到的复合前驱体粉末在还原气氛下，以6℃~10℃/min的速率升温至600℃~800℃，保温30~60min，得到铜铁复合粉体材料。2.如权利要求1所述的铜铁复合粉体材料的制备方法，其特征为步骤（1）中摩尔比为铜：铁=1:0.33~3。3.如权利要求1所述的铜铁复合粉体材料的制备方法，其特征为步骤（3）中的惰性气氛具体为氩气；步骤（4）中的还原气氛为氢气。4.如权利要求1所述的铜铁复合粉体材料的成型方法，其特征为包括以下步骤：（5）铜铁合金的压坯步骤（4）得到的铜/铁复合粉体材料放在的模具内经414-614MPa冷压成型，得到铜铁合金前驱体；（6）铜铁合金的烧结块体材料步骤（5）得到的铜铁合金前驱体在还原气氛下，以6~10℃/min的速率升温至850-1000℃，保温60~90min，得到铜铁合金。5.如权利要求1所述的铜铁复合粉体材料的成型方法，其特征为步骤（6）中的还原气氛为氢气。2CN108889943A说明书1/4页一种铜铁复合粉体材料的制备及其成型方法技术领域[0001]本发明涉及双金属复合材料领域，具体涉及一种铜/铁复合粉体材料及其成型法，以及其获得良好的导电性与力学性能的制备方法。背景技术[0002]随着当代工业的发展，除了小型化和功能化的同时，对材料提出了更高的要求，比如同时具有良好的导电性与强的力学性能。铜铁合金兼具了铜良好的导电性、热传导性、延展性、弹性等和铁优良的耐磨损性、引拉强度、磁性、硬度等特性。铜铁合金可用来作良好的磁记录，光学器件，传感器等材料。铜铁合金属于难互溶合金，由相图可知，在1094℃时，溶解度仍不足5％。组元之间既不发生反应又不溶解，制备困难，难以推广。但其优良的特性受到越来越多研究者的关注，铜铁合金的制备及更多优异性能的开发将具有重要意义。但在制备铜铁复合材料上仍存在很多不足，如熔炼铸造法，发生严重偏析，两个液相会分层很难制备均匀的材料。铁在铜中高温时溶解度相对较高，铜基中残余的铁对导电率伤害极高，溶解0.05wt％的铁会使电阻率降低50％。[0003]本发明制备的铜铁粉体材料元素分布均匀，铜铁间结合良好，避免了传统制备方法中出现的严重偏析问题。成本较低，安全