一種等通道轉角擠壓制備彌散強化銅基復合材料的方法
【技術領域】
[0001]
本發明屬于金屬基復合材料成型技術領域，特別涉及一種等通道轉角擠壓制備彌散強化銅基復合材料的方法。
【背景技術】
[0002]
等通道轉角擠壓(Equal Channel Angular Pressing，簡稱ECAP)是一種使材料通過等通道時發生純剪切變形來細化晶粒的大塑性變形加工方法。自上世紀80年代，由前蘇聯的學者Segal提出等通道轉角擠壓技術后，國內外學者對等通道轉角擠壓技術的裝置及其加工方法進行了大量的研究。
[0003]彌散強化銅基復合材料是顆粒增強銅基復合材料的一種，其強化相主要有:AI2O3，TiB2，WC，金剛石，石墨，納米碳管等，顆粒強化相細小、彌散分布于銅基復合材料基體中。彌散強化銅基復合材料因具有高強度、良好的導電性和抗高溫軟化性能，被廣泛地應用于航空、航天、電子、制造等領域，其制備方法主要有:熔鑄，熔滲，粉末冶金，機械合金化，內氧化，反應合成原位復合等。以上現有的制備方法得到的彌散強化銅基復合材料經熱擠壓后仍需經大應變塑性變形加工強化。
[0004]國內外研究報道的制備彌散強化銅基復合材料的后續變形加工方法主要有乳制、拉拔和旋鍛等。因此，研究合適的等通道轉角擠壓工藝應用于制備彌散強化銅基復合材料，使彌散強化銅基復合材料的晶粒進一步細化，以期獲得綜合性能更優的彌散強化銅基復合材料，具有非常重要的意義和廣闊的應用前景。
[0005]

【發明內容】

[0006]本發明的目的是為現有制備方法得到的熱擠壓、乳制、拉拔和旋鍛加工等塑性變形加工強化后的彌散強化銅基復合材料設計合適的等通道轉角擠壓工藝，使彌散強化銅基復合材料的晶粒進一步細化，以提高彌散強化銅基復合材料強度、硬度、導電率和抗高溫軟化性能。
[0007 ]本發明的技術方案是，將現有方法制備的熱擠壓、乳制、拉拔或旋鍛加工成型后的彌散強化銅基復合材料進行等通道轉角擠壓。
[0008]—種等通道轉角擠壓制備彌散強化銅基復合材料的方法如下:
將熱擠壓、乳制、拉拔或旋鍛加工成型后的彌散強化銅基復合材料經預熱保溫后送入已預熱且涂抹潤滑劑的等通道轉角擠壓模具中，對彌散強化銅基復合材料棒材、板材、管材、方形料進行擠壓成型，每道次擠壓后，再進行下一道次的擠壓，共進行2-10道次擠壓。
[0009]所述成型后的彌散強化銅基復合材料擠壓前預熱溫度為200_900°C。
[0010]所述成型后的彌散強化銅基復合材料擠壓前預熱的保溫時間為0.5_5h。
[0011]所述等通道轉角擠壓模具在擠壓前的預熱溫度為100-500°c。
[0012]所述對彌散強化銅基復合材料棒材、板材、管材、方形料進行擠壓成型的擠壓壓力為100-1000MPa。
[0013]所述對彌散強化銅基復合材料棒材、板材、管材、方形料進行擠壓成型的擠壓速度為 1 -100mm/mi η η
[0014]本發明與其他的變形強化制備彌散強化銅基復合材料的工藝方法相比，本發明有以下優點:(1)將熱擠壓、乳制、拉拔和旋鍛加工等塑性變形加工后的彌散強化銅基復合材料晶粒進一步細化，獲得的彌散強化銅基復合材料性能更優;(2)彌散強化銅基復合材料擠壓前的預熱溫度、保溫時間、等通道轉角擠壓模具的預熱溫度、擠壓壓力、擠壓速度、擠壓道次數的配合使彌散強化銅基復合材料在通過擠壓通道受純剪切變形后，晶粒細化效果更明顯；(3)本發明的工藝流程短，操作簡單，生產成本低，加工效率高。
【附圖說明】
[0015]
圖1是本發明采用的等通道轉角擠壓模具的結構示意圖；
圖2是本發明采用的等通道轉角擠壓制備的氧化鋁彌散強化銅基復合材料組織的掃描電鏡圖；
圖中，1是擠壓力Ρ; 2是活塞;3是模具;4是測試材料。
【具體實施方式】
[0016]下面通過具體實施例對本發明作進一步的說明，但本發明的保護內容不局限于以下實施例。
[0017]本發明在等通道轉角擠壓模具中實施，等通道轉角擠壓模具的結構如圖1所示。
[0018]實施例1
將熱擠壓、拉拔或旋鍛加工成型后的1%A1203/Cu銅基復合材料經600°C預熱保溫lh后送入已預熱至200°C且涂抹潤滑劑的等通道轉角擠壓模具中，以壓力500MPa，擠壓速度5mm/min對彌散強化銅基復合材料棒材、板材、管材、方形料等進行擠壓成型，每道次擠壓后，再進行下一道次的擠壓，共進行2道次擠壓。本實施例采用的等通道轉角擠壓制備的氧化鋁彌散強化銅基復合材料組織的掃描電鏡圖如圖2所示。
[0019]實施例2
將熱擠壓、拉拔或旋鍛加工成型后的0.8%TiB2/Cu銅基復合材料經700°C預熱保溫2h后送入已預熱至300°C且涂抹潤滑劑的等通道轉角擠壓模具中，以壓力600MPa，擠壓速度1 Omm/min對彌散強化銅基復合材料棒材、板材、管材、方形料等進行擠壓成型，每道次擠壓后，再進行下一道次的擠壓，共進行4道次擠壓。
[0020]實施例3
將熱擠壓、拉拔或旋鍛加工成型后的0.6%WC/Cu銅基復合材料經800°C預熱保溫3h后送入已預熱至350°C且涂抹潤滑劑的等通道轉角擠壓模具中，以壓力SOOMPa，擠壓速度20mm/min對彌散強化銅基復合材料棒材、板材、管材、方形料等進行擠壓成型，每道次擠壓后，再進行下一道次的擠壓，共進行6道次擠壓。
[0021 ] 實施例4 將熱擠壓、拉拔或旋鍛加工成型后的0.5%金剛石/Cu銅基復合材料經850°C預熱保溫3h后送入已預熱至350°C且涂抹潤滑劑的等通道轉角擠壓模具中，以壓力SOOMPa，擠壓速度20mm/min對彌散強化銅基復合材料棒材、板材、管材、方形料等進行擠壓成型，每道次擠壓后，再進行下一道次的擠壓，共進行6道次擠壓。
[0022]實施例5
將熱擠壓、拉拔或旋鍛加工成型后的0.3%石墨/Cu銅基復合材料經700°C預熱保溫4h后送入已預熱至400°C且涂抹潤滑劑的等通道轉角擠壓模具中，以壓力900MPa，擠壓速度20mm/min對彌散強化銅基復合材料棒材、板材、管材、方形料等進行擠壓成型，每道次擠壓后，再進行下一道次的擠壓，共進行6道次擠壓。
[0023]實施例6
將熱擠壓、拉拔或旋鍛加工成型后的1.2%TiSiC2/Cu銅基復合材料經900°C預熱保溫5h后送入已預熱至500°C且涂抹潤滑劑的等通道轉角擠壓模具中，以壓力lOOOMPa，擠壓速度50mm/min對彌散強化銅基復合材料棒材、板材、管材、方形料等進行擠壓成型，每道次擠壓后，再進行下一道次的擠壓，共進行8道次擠壓。
[0024]本發明未涉及部分均與現有技術相同或可采用現有技術加以實現。
【主權項】
1.一種等通道轉角擠壓制備彌散強化銅基復合材料的方法，其特征在于，所述方法將熱擠壓、乳制、拉拔或旋鍛加工成型后的彌散強化銅基復合材料經預熱保溫后送入已預熱且涂抹潤滑劑的等通道轉角擠壓模具中，對彌散強化銅基復合材料棒材、板材、管材、方形料進行擠壓成型，每道次擠壓后，再進行下一道次的擠壓，共進行2-10道次擠壓。2.根據權利要求1所述的一種等通道轉角擠壓制備彌散強化銅基復合材料的方法，其特征在于，所述成型后的彌散強化銅基復合材料擠壓前預熱的溫度為200-900°C。3.根據權利要求1所述的一種等通道轉角擠壓制備彌散強化銅基復合材料的方法，其特征在于，所述成型后的彌散強化銅基復合材料擠壓前預熱的保溫時間為0.5-5h。4.根據權利要求1所述的一種等通道轉角擠壓制備彌散強化銅基復合材料的方法，其特征在于，所述等通道轉角擠壓模具在擠壓前的預熱溫度為100-500°C。5.根據權利要求1所述的一種等通道轉角擠壓制備彌散強化銅基復合材料的方法，其特征在于，所述對彌散強化銅基復合材料棒材、板材、管材、方形料進行擠壓成型的擠壓壓力為 100-1000MPa。6.根據權利要求1所述的一種等通道轉角擠壓制備彌散強化銅基復合材料的方法，其特征在于，所述對彌散強化銅基復合材料棒材、板材、管材、方形料進行擠壓成型的擠壓速度為 l-100mm/min。
【專利摘要】一種等通道轉角擠壓制備彌散強化銅基復合材料的方法，將熱擠壓、軋制、拉拔或旋鍛加工成型后的彌散強化銅基復合材料，經200-900℃預熱保溫0.5-5h后送入已預熱至100-500℃且涂抹潤滑劑的等通道轉角擠壓模具（3）中，以擠壓力（1）100-1000MPa，擠壓速度1-100mm/min對彌散強化銅基復合材料棒材、板材、管材、方形料等進行擠壓成型，每道次擠壓后，再進行下一道次的擠壓，共進行2-10道次擠壓。本發明有效地細化了彌散強化銅基復合材料的晶粒，提高了彌散強化銅基復合材料的強度、硬度、導電率等綜合性能，具有操作簡單、加工效率高、成本低等優點。本發明制備的彌散強化銅基復合材料可廣泛地應用于航空、航天、電子、制造等領域。
【IPC分類】B21C29/00, B21C23/04, B21C31/00
【公開號】CN105478507
【申請號】CN201610047861
【發明人】陸德平, 廖先金, 陸磊
【申請人】江西省科學院應用物理研究所
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2016年1月25日