一种制备大尺寸碳铜复合材料的连续化热等静压浸渍方法.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CN105648257A(43)申请公布日2016.06.08(21)申请号201511021546.6B22D23/04(2006.01)(22)申请日2015.12.31(71)申请人中国钢研科技集团有限公司地址100081北京市海淀区学院南路76号申请人新冶高科技集团有限公司(72)发明人陈宏霞陈明礼李阳张福堂吴爽张德明任志禄孙永生叶青(74)专利代理机构北京中安信知识产权代理事务所(普通合伙)11248代理人张小娟(51)Int.Cl.C22C1/10(2006.01)C22C9/04(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种制备大尺寸碳铜复合材料的连续化热等静压浸渍方法(57)摘要本发明属于复合材料制备技术领域，特别是涉及一种制备大尺寸碳铜复合材料的连续化热等静压浸渍方法。该方法首先是在真空条件下将纯铜或铜合金锭在坩埚中加热融化，将多孔碳材料浸入纯铜或铜合金熔液中，加压后并保压一段时间从熔液中提出即得浸渍完成的碳铜复合材料；热等静压浸渍设备设计成可在热态下开炉，一方面可将浸渍完成的碳铜复合材料从上出料口取出，重新准备待浸渍的碳材料，另一方面可在下进料口补充纯铜或铜合金锭，满足连续浸渍的要求。本发明能够满足纯铜或铜合金锭的熔化温度要求，能够满足大尺寸、厚壁碳铜复合材料产品的快速浸渍，浸渍的均匀性优异可连续化作业，生产效率高，避免冷却后取料，且无需机械加工。CN105648257ACN105648257A权利要求书1/1页1.一种制备大尺寸碳铜复合材料的连续化热等静压浸渍方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：(1)原料准备：碳铜复合材料的化学成分按体积百分比为：碳75～85％、其余为铜或铜合金；(2)将铜或铜合金放置在坩埚中，抽真空，升温至使铜或铜合金充分熔化；(3)待铜或铜合金完全熔化后，通入氩气控制浸渍压力，温度稳定后利用工装将待浸渍的碳材料浸入熔液中；(4)将浸渍完成的碳铜复合材料从熔液中提出，并从上出料口取出即得碳铜复合材料产品；(5)根据坩埚内的剩余熔液量合理添加铜或铜合金锭，即可连续生产碳铜复合材料产品。2.根据权利要求1所述的制备大尺寸碳铜复合材料的连续化热等静压浸渍方法，其特征在于：该方法适合于高导热、高导电碳/纯铜复合材料及碳/铜合金复合材料的浸渍。3.根据权利要求1所述的制备大尺寸碳铜复合材料的连续化热等静压浸渍方法，其特征在于：所述铜或铜合金的化学成分按质量百分比为：Cu85～100％、Zn0～15％。4.根据权利要求1所述的制备大尺寸碳铜复合材料的连续化热等静压浸渍方法，其特征在于：所述步骤(2)中，抽真空至10～30Pa，升温至1100～1250℃，保温时间为2～3h。5.根据权利要求1所述的制备大尺寸碳铜复合材料的连续化热等静压浸渍方法，其特征在于：所述步骤(3)中，浸渍压力为100～200MPa，保温时间为10～20min；适合于大尺寸、厚壁产品的浸渍。6.根据权利要求1所述的制备大尺寸碳铜复合材料的连续化热等静压浸渍方法，其特征在于：所述方法可在热态下开炉取出浸渍完成的材料及补充铜或铜合金锭，适合于连续化生产。2CN105648257A说明书1/3页一种制备大尺寸碳铜复合材料的连续化热等静压浸渍方法技术领域[0001]本发明属于复合材料制备技术领域，特别是涉及一种制备大尺寸碳铜复合材料的连续化热等静压浸渍方法。背景技术[0002]碳铜复合材料具有优良的导电、导热、耐磨损、高强度、自润滑和耐腐蚀性能，而被广泛地用作滑动导电的电接触材料，现代电气化铁路，特别是高速铁路弓网系统中的受电弓滑板、发电机电动机中的导电碳刷、滑动电触头等都是由碳铜复合材料制成。[0003]随着碳铜复合材料的性能不断改进，其应用领域越来越广，对碳铜复合材料的性能、尺寸及形状提出更高要求，促使了碳铜复合材料制备工艺的改进。热等静压浸渍是目前制备碳铜复合材料的先进工艺，在高速铁路弓网系统受电弓滑板中已有少量应用，但仍存在一些问题：[0004]1)浸渍压力较低，对于壁厚较厚的产品，浸渍深度难以满足要求，如中国专利号No.201010106908.2的发明专利提供了一种铜/石墨复合材料及其制造方法，浸渍时的压力为60～80MPa；[0005]2)无法连续生产，效率低、成本高，如中国专利号No.200710158757.3的发明专利提供了一种炭石墨热等静压浸银工艺，需要在热等静压浸渍完成后冷却至100℃以下出炉，且银熔液凝固后包裹在炭基体周围，需要通过机械加工处理才能得到产品。因此，为了适应各行业对大尺寸、低成本碳铜复合材料的高性能要求，需对热等静压浸渍工艺进行改进。发明内容[0006]本发明的目的是提供一种制备大尺寸碳铜复合材料的低成本