毫米及亞毫米級CuW70Cr/Ti合金板材的製備方法

2023-05-01 01:43:06

專利名稱：：毫米及亞毫米級CuW70Cr/Ti合金板材的製備方法
技術領域：
：本發明屬於金屬材料製備
技術領域：
，涉及一種合金板材的製備方法，具體涉及一種毫米及亞毫米級CuW70Cr/Ti合金板材的製備方法。
背景技術：
：CuW70Cr或CuW70Ti材料具有一定的硬度和強度，但塑性非常低，抗拉試棒的斷口表現為脆性斷裂，現有的製備方法製備出的CuW70Cr/Ti合金基本上都是棒材、塊材等結構，例如高壓斷路器、鉚釘、引線框架、電器觸橋組合體等。但是板材結構的CuW70Cr/Ti合金具有廣闊的實際應用，例如可將CuW70Cr/Ti合金板材製成電路板，應用到大型計算機晶片中，較高的電導率能使計算機在較高溫度下正常工作，提高計算機的運行速度，同時大大提高了計算機晶片的使用壽命；也可以利用CuW70Cr/Ti合金板材耐高溫、耐磨損、高硬度的性質將其製成電力機車的受電弓滑板、觸頭元件、銅鎢坯餅、銅鉤合金複合帶、片材觸點、層狀複合金屬等。要製備出板材結構的毫米及亞毫米級CuW70Cr/Ti合金，就需要從改善材料本身塑性出發，並制定合理的熱加工工藝參數，從而改善材料的組織結構。
發明內容本發明的目的在於提供一種毫米及亞毫米級CuW70Cr/Ti合金板材的製備方法，解決了現有方法無法製備出板材結構CuW70Cr/Ti合金的問題。本發明所採用的技術方案是，一種毫米及亞毫米級CuW70Cr/Ti合金板材的製備方法，按照以下步驟進行步驟l:按照質量百分比為11.5:0.0010.01稱取CuW70粉末和活化元素粉末，活化元素粉末選取Cr粉或Ti粉，將取得的粉末在混料機內以120轉/分的轉速混粉38小時；步驟2:將上步得到的混合後的粉末均勻地放入冷壓模具中，在510Mpa的壓強下進行模壓或冷等靜壓，得到坯體鎢骨架；步驟3:將上步得到的坯體鎢骨架放在坩堝中，並在坯體鎢骨架上放置純銅塊，在氫氣的保護下進行熔滲燒結，製得含有活化元素Cr或Ti的CuW70塊體材料；步驟4:將上步得到的塊體材料進行機加工，在銑床上銑去多餘的銅，得到所需尺寸的合金塊材，然後把合金塊材放入溫度為650±50°C的加熱爐中，保溫30min;步驟5:將上步得到的保溫後的合金塊材放在熱軋機上，採用縱軋的方法連續軋制，得到毫米及亞毫米級的合金薄板；步驟6:將上步得到的合金薄板在N2或者Ar的保護下進行退火處理，退火溫度400550°C，保溫100150min;步驟7:將上步得到的退火後的合金薄板用砂紙打磨板材表面，並用酸或鹼清洗，得到毫米及亞毫米級CuW70Cr/Ti合金板材。本發明毫米及亞毫米級CuW70Cr/Ti合金板材的製備方法，其特徵還在於，步驟3中，熔滲燒結的溫度控制為，在第一個50min內溫度由室溫升至900°C970°C，再在第二個50min內溫度由900°C970°C升至1300°C1380°C，保溫13小時；步驟5中採用縱軋的方法連續軋制，是在軋輥100Mpa的壓強下使合金塊材在長、寬、高三個方向上完成塑性變形，每一道軋輥過後變形30%70%。本發明毫米及亞毫米級CuW70Cr/Ti合金板材的製備方法採用在CuW70中加入適當比例的活化元素Cr或Ti，並通過熱軋的方法將塊體CuW70Cr/Ti材料製備成毫米及亞毫米級CuW70Cr/Ti板材，達到了提高CuW70Cr/Ti材料塑性的目的，使CuW70Cr/Ti材料應用更加廣泛。圖1是本發明製備方法的工藝流程圖2是本發明製備方法實施例1中CuW70Cr塊體材料的金相照片；圖3是本發明製備方法實施例1製得的CuW70Cr板材的金相照片；圖4是本發明製備方法實施例2中CuW70Ti塊體材料的金相照片；圖5是本發明製備方法實施例2製得的CuW70Ti板材的金相照片。具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。如圖1所示，本發明毫米及亞毫米級CuW70Cr/Ti合金板材的製備方法，具體按照以下步驟進行步驟1:按照質量百分比為11.5:0.0010.01稱取CuW70粉末和活化元素粉末，活化元素粉末選取Cr粉或Ti粉，將取得的粉末在混料機內以120轉/分的轉速混粉38小時；步驟2:將上步得到的混合後的粉末均勻地放入冷壓模具中，在壓強為510Mpa的條件下進行模壓或冷等靜壓，得到坯體鴇骨架；步驟3:將上步得到的坯體鎢骨架放在坩堝中，並在坯體鉤骨架上放置純銅塊，在氫氣保護下進行熔滲燒結，在第一個50min內溫度由室溫升至900。C970。C，再在第二個50min內溫度由卯0。C970。C升至1300°C1380°C，保溫13小時，製得含有活化元素Cr或Ti的CuW70塊體材料；步驟4:將上步得到的塊體材料進行機加工，在銑床上銑去多餘的銅，得到所需尺寸的合金塊材，然後把合金塊材放入溫度為650±50°C的加熱爐中，保溫30min;步驟5:將上步得到的保溫後的合金塊材放在熱軋機上，採用縱軋的方法連續軋制，在軋輥100Mpa的壓強下使CuW70Cr/Ti合金塊材在長、寬、高三個方向上完成塑性變形，每一道軋輥過後變形30%70%，最後軋出厚度為0.5mm2mm的合金薄板；步驟6:將上步得到的合金薄板在N2或者Ar的保護下進行後期退火處理，退火溫度400550。C，保溫100150min;步驟7:將上步得到的退火後的合金薄板用砂紙打磨板材表面，並用酸或鹼清洗，得到毫米及亞毫米級CuW70Cr/Ti合金板材。實施例1按照質量百分比為1:0.001稱取CuW70粉末和Cr粉，將取得的粉末在混料機內以120轉/分的轉速混粉3小時；將得到的混合後的粉末均勻地放入冷壓模具中，在壓強為5Mpa的條件下進行模壓，得到坯體鉤骨架；將得到的坯體鎢骨架放在坩堝中，並在坯體鎢骨架上放置純銅塊，在氫氣的保護下進行熔滲燒結，在第一個50min內溫度由室溫升至900。C，再在第二個50min內溫度由卯0。C升至1300。C，保溫1小時，製得含有活化元素Cr的CuW70塊體材料；將得到的塊體材料進行機加工，在銑床上銑去多餘的銅，得到尺寸為40mmX30mmX20mm的合金塊材，然後把合金塊材放入溫度為60(TC的加熱爐中，保溫30min;將得到的保溫後的合金塊材放在熱軋機上，採用縱軋的方法連續軋制，在軋輥100Mpa的壓強下使CuW70Cr合金塊材在長、寬、高三個方向上完成塑性變形，每一道軋輥過後變形30%，最後軋出厚度為2mm的合金薄板；將得到的合金薄板在N2的保護下進行後期退火處理，退火溫度400'C，保溫100min;將得到的退火後的合金薄板用砂紙打磨板材表面，並用酸或鹼清洗，得到厚度為2mm的CuW70Cr合金板材。本實施例中CuW70Cr塊體材料的金相照片如圖2所示，製得的CuW70Cr板材的金相照片如圖3所示。實施例2按照質量百分比為1.2:0.005稱取CuW70粉末和Ti粉，將取得的粉末在混料機內以120轉/分的轉速混粉5小時；將得到的混合後的粉末均勻地放入冷壓模具中，在壓強為7Mpa的條件下進行模壓，得到坯體鴇骨架；將得到的坯體鎢骨架放在坩堝中，並在坯體鎢骨架上放置純銅塊，在氫氣的保護下進行熔滲燒結，在第一個50min內溫度由室溫升至950。C，再在第二個50min內溫度由950°C升至1350°C，保溫2小時，製得含有活化元素Ti的CuW70塊體材料；將得到的塊體材料進行機加工，在銑床上銑去多餘的銅，得到尺寸為40mmX30mmX20mm的合金塊材，然後把合金塊材放入溫度為650。C的加熱爐中，保溫30min;將得到的保溫後的合金塊材放在熱軋機上，採用縱軋的方法連續軋制，在軋輥100Mpa的壓強下使CuW70Ti合金塊材在長、寬、高三個方向上完成塑性變形，每一道軋輥過後變形50%，最後軋出厚度為1.5mm的合金薄板；將得到的合金薄板在N2的保護下進行後期退火處理，退火溫度45(TC，保溫120min;將得到的退火後的合金薄板用砂紙打磨板材表面，並用酸或鹼清洗，得到厚度為1.5mm的CuW70Ti合金板材。本實施例中CuW70Ti塊體材料的金相照片如圖4所示，製得的CuW70Ti板材的金相照片如圖5所示。實施例3按照質量百分比為1.5:0.01稱取CuW70粉末和Cr粉，將取得的粉末在混料機內以120轉/分的轉速混粉8小時；將得到的混合後的粉末均勻地放入冷壓模具中，在壓強為10Mpa的條件下進行冷等靜壓，得到坯體鉤骨架；將得到的坯體鎢骨架放在坩堝中，並在坯體鎢骨架上放置純銅塊，在氫氣的保護下進行熔滲燒結，在第一個50min內溫度由室溫升至970。C，再在第二個50min內溫度由970°C升至1380°C，保溫3小時，製得含有活化元素Cr的CuW70塊體材料；將得到的塊體材料進行機加工，在銑床上銑去多餘的銅，得到尺寸為40mmX30mmX20mm的合金塊材，然後把合金塊材放入溫度為70(fC的加熱爐中，保溫30min;將得到的保溫後的合金塊材放在熱軋機上，採用縱軋的方法連續軋制，在軋輥100Mpa的壓強下使CuW70Cr合金塊材在長、寬、高三個方向上完成塑性變形，每一道軋輥過後變形70%，最後軋出厚度為0.5mm的合金薄板；將得到的合金薄板在Ar的保護下進行後期退火處理，退火溫度550'C，保溫150min;將得到的退火後的合金薄板用砂紙打磨板材表面，並用酸或鹼清洗，得到厚度為0.5mm的CuW70Cr合金板材。上述三個實施例製得的毫米及亞毫米級CuW70Cr/Ti合金板材的性能和CuW70塊材的性能對比如表1所示表1CuW70合金的性能對比tableseeoriginaldocumentpage9tableseeoriginaldocumentpage10由表1可以看出，本發明製得的毫米及亞毫米級CuW70Cr/Ti合金板材與CuW70塊體材料的性能相差不大，雖然電導率有點降低，但降低的幅度很小，不影響其作為電工材料的正常使用，同時硬度、密度的改變也不大。同時，從圖2、圖3、圖4、圖5所示的金相照片可以看出，本發明製得的毫米及亞亳米級CuW70Cr/Ti合金板材的組織更為均勻，性能更好。這一方面是由於微量元素Cr或Ti增強了銅鎢假合金的固溶，使其結合緊密；另一方面是由於在軋制過程中位錯的運動，促使其組織均勻。本發明製得的毫米及亞毫米級CuW70Cr/Ti合金板材不僅具備了原有CuW70的特性，還優化了原有材料的部分性能，適用於較高溫度。本發明毫米及亞毫米級CuW70Cr/Ti合金板材的製備方法釆用在CuW70中加入適當比例的活化元素Cr或Ti，並通過熱軋的方法將塊體CuW70Cr/Ti材料製備成毫米及亞毫米級CuW70Cr/Ti板材，達到了提高CuW70Cr/Ti材料塑性的目的，使CuW70Cr/Ti材料應用更加廣泛。權利要求1.一種毫米及亞毫米級CuW70Cr/Ti合金板材的製備方法，其特徵在於，按照以下步驟進行步驟1按照質量百分比為1～1.5∶0.001～0.01稱取CuW70粉末和活化元素粉末，活化元素粉末選取Cr粉或Ti粉，將取得的粉末在混料機內以120轉/分的轉速混粉3～8小時；步驟2將上步得到的混合後的粉末均勻地放入冷壓模具中，在5～10Mpa的壓強下進行模壓或冷等靜壓，得到坯體鎢骨架；步驟3將上步得到的坯體鎢骨架放在坩堝中，並在坯體鎢骨架上放置純銅塊，在氫氣的保護下進行熔滲燒結，製得含有活化元素Cr或Ti的CuW70塊體材料；步驟4將上步得到的塊體材料進行機加工，在銑床上銑去多餘的銅，得到所需尺寸的合金塊材，然後把合金塊材放入溫度為650±50℃的加熱爐中，保溫30min；步驟5將上步得到的保溫後的合金塊材放在熱軋機上，採用縱軋的方法連續軋制，得到毫米及亞毫米級的合金薄板；步驟6將上步得到的合金薄板在N2或者Ar的保護下進行退火處理，退火溫度400～550℃，保溫100～150min；步驟7將上步得到的退火後的合金薄板用砂紙打磨板材表面，並用酸或鹼清洗，得到毫米及亞毫米級CuW70Cr/Ti合金板材。2.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟3中，熔滲燒結的溫度控制為，在第一個50min內溫度由室溫升至900。C970。C，再在第二個50min內溫度由900。C970。C升至1300。C1380。C，保溫13小時。3.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟5中採用縱軋的方法連續軋制，是在軋輥100Mpa的壓強下使合金塊材在長、寬、高三個方向上完成塑性變形，每一道軋輥過後變形30%70%。全文摘要本發明公開的一種毫米及亞毫米級CuW70Cr/Ti合金板材的製備方法，首先按照質量百分比為1～1.5∶0.001～0.01稱取CuW70粉末和活化元素Cr粉或Ti粉，混粉後進行冷壓，再在氫氣的保護下進行熔滲燒結，熔滲燒結後進行機加工並放入加熱爐中保溫，最後進行熱軋、退火處理、砂紙打磨、酸或鹼清洗，製得毫米及亞毫米級CuW70Cr/Ti合金板材。本發明毫米及亞毫米級CuW70Cr/Ti合金板材的製備方法採用在CuW70中加入適當比例的活化元素Cr或Ti，並通過熱軋的方法將塊體CuW70Cr/Ti材料製備成毫米及亞毫米級CuW70Cr/Ti板材，達到了提高CuW70Cr/Ti材料塑性的目的，使CuW70Cr/Ti材料應用更加廣泛。文檔編號C22C1/04GK101509093SQ20091002165公開日2009年8月19日申請日期2009年3月23日優先權日2009年3月23日發明者劉豔潔,李永華,梁淑華,柯謝,鄒軍濤申請人:西安理工大學