一种稀土氧化物弥散强化铜的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102994798A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102994798A(43)申请公布日2013.03.27(21)申请号201210358786.5(22)申请日2012.09.25(71)申请人南昌大学地址330031江西省南昌市红谷滩新区学府大道999号(72)发明人唐建成卓海鸥叶楠覃德清李婷(74)专利代理机构南昌新天下专利商标代理有限公司36115代理人施秀瑾(51)Int.Cl.C22C9/00(2006.01)C22C1/02(2006.01)C22F1/08(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图11页(54)发明名称一种稀土氧化物弥散强化铜的制备方法(57)摘要一种稀土氧化物弥散强化铜的制备方法，其特征是将合金原料按配比中金属钇的质量分数为0.4~1%，余料为铜的比例熔化后浇铸成合金棒材；将合金棒材轧制成厚度为1mm的合金薄板；将合金薄板置于管式气氛炉中，炉中气氛为工业氮气，工业氮气氧分压为10-3~10-6Pa，反应温度为合金的液相线温度，保温时间为2~5h；待炉内温度降至500~600℃，将炉中气氛换为还原气体H2，保温1~2h，即可得弥散强化铜基复合材料。本发明制备的Y2O3颗粒弥散强化铜基复合材料的抗拉强度大于580MPa，导电率超过90%IACS，软化温度高于900℃。具有较高的力学性能，优秀的导电性能和抗高温软化性能。CN1029478ACN102994798A权利要求书1/1页1.一种稀土氧化物弥散强化铜的制备方法，其特征是按下列步骤：(1)合金熔炼：将合金原料按配比中金属钇的质量分数为0.4~1%，余料为铜的比例加入到真空中频感应炉中，预抽真空后开始熔炼，待合金原料全部熔化后浇铸成合金棒材；(2)轧制：将步骤(1)中所制备的合金棒材轧制成厚度为1mm的合金薄板；(3)液相原位反应：将步骤(2)中制备的合金薄板置于管式气氛炉中，炉中气氛为工业氮气，工业氮气中的氧分压为10-3~10-6Pa，反应温度为合金的液相线温度，保温时间为2~5h；(4)还原：步骤(3)反应完全后，待炉内温度降至500~600℃，将炉中气氛换为还原气体H2，保温1~2h，即可得弥散强化铜基复合材料。2CN102994798A说明书1/3页一种稀土氧化物弥散强化铜的制备方法技术领域[0001]本发明属金属基复合材料及制备领域。背景技术[0002]高强高导铜合金（复合材料）主要包括沉淀强化铜合金和弥散强化铜基复合材料。以Cu-Cr合金为代表的沉淀强化铜合金因位错切割与铜基体有共格关系的强化粒子（Cr颗粒）而具有高的强度，但其抗高温软化能力差。以Cu-Al2O3合金为代表的弥散强化铜基复合材料因Al2O3粒子高的热力学稳定性而具有优良的抗高温软化能力，但Al2O3粒子的Orowan强化机制（位错绕过强化粒子）的强化效果比不上位错切割粒子带来的强化效果。因此，兼有沉淀强化铜合金的高强度和弥散强化铜合金的优良抗高温软化能力是高强高导铜合金（复合材料）的发展方向。[0003]Y2O3等稀土氧化物一直被认为是铜基复合材料最为合适的弥散强化相。这是因为稀土氧化物不仅与Al2O3粒子一样具有高的热力学稳定性，而且其具有的类萤石结构与铜基体有位相匹配关系，在合适的情况下能和Cu-Cr合金中Cr颗粒一样形成与铜基体有共格关系的相界面，从而带来尖晶石结构的Al2O3粒子所不能带来的切割粒子强化。除此之外，稀土元素在铜晶格中极低的固溶度和很小的扩散速率也会抑制稀土氧化物粒子的团聚和长大，从而有利于提高铜基复合材料的强度和改善其抗高温软化能力。[0004]然而，也正是由于稀土在铜中极小的固溶度导致了制备工艺上的困难。因为在固溶度范围内生成的Y2O3等稀土氧化物含量太少，达不到强化效果；一旦超过固溶度，钇等稀土元素会以金属间化合物的形式偏聚于晶界处，由这些金属间化合物氧化得到的Y2O3等稀土氧化物弥散度差，且粒子过于粗大，强化效果也很难达到。发明内容[0005]本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种稀土氧化物弥散强化铜基复合材料的制备方法。[0006]本发明所述的稀土氧化物弥散强化铜的制备工艺按下列步骤。[0007](1)合金熔炼：将合金原料按配比中金属钇的质量分数为0.4~1%，余料为铜的比例加入到真空中频感应炉中，预抽真空后开始熔炼，待合金原料全部熔化后浇铸成合金棒材。[0008](2)轧制：将步骤(1)中所制备的合金棒材轧制成厚度小于3mm的合金薄板。[0009](3)液相原位反应：将步骤(2)中制备的合金薄板置于管式气氛炉中，炉中气氛为工业氮气，工业氮气中的残余氧作为液相原位反应过程中的供氧剂，工业氮气中的氧分压为10-3~10-6Pa，反应温度为合金