專利名稱：一種采用高能球磨制備氧化鋁彌散強(qiáng)化銅粉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氧化物彌散強(qiáng)化(Oxide Dispersion Strengthened, 0DS)粉末制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種采用高能球磨制備氧化鋁彌散強(qiáng)化銅粉的方法。
背景技術(shù)：
彌散強(qiáng)化在金屬基體中引入穩(wěn)定、均勻、細(xì)小的氧化物質(zhì)點(diǎn)，釘扎位錯(cuò)、晶界、亞晶界，阻礙位錯(cuò)的移動(dòng)，從而強(qiáng)化材料的方法。彌散強(qiáng)化銅由于在銅基體中彌散分布著細(xì)小均勻的氧化物質(zhì)點(diǎn)，其強(qiáng)度較高，軟化溫度高；同時(shí)細(xì)小彌散分布的氧化物質(zhì)點(diǎn)又不會對銅合金本身的導(dǎo)電導(dǎo)熱性造成不良影響，使得彌散強(qiáng)化銅在提高強(qiáng)度的同時(shí)還能保持自身優(yōu)異的導(dǎo)電導(dǎo)熱性。因此，彌散強(qiáng)化銅是綜合導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、室溫和高溫強(qiáng)度、硬度和耐磨性、 抗熔焊性能最高的銅合金。目前制備彌散強(qiáng)化銅的工藝主要為機(jī)械合金化法，即將納米Al2O3粉和銅粉放入高能球磨機(jī)中進(jìn)行高能球磨，球磨過程中較硬的納米Al2O3粉被磨到較軟的銅粉內(nèi)部，形成 Al2O3在銅粉中均勻分布的彌散強(qiáng)化銅粉。該方法制備的彌散強(qiáng)化銅性能有一定的提高， 但也存在一定的缺陷，成本較高，機(jī)械合金化過程不易控制，即在球磨過程中仍然避免不了 Al2O3粉末的團(tuán)聚，制備的彌散強(qiáng)化銅粉中仍然存在較大顆粒的Al2O3粉末。彌散程度不夠均勻，達(dá)不到性能要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有制備彌散強(qiáng)化銅的方法中成本較高，Al2O3粉末。彌散程度不夠均勻，達(dá)不到性能要求的技術(shù)問題，提出一種工藝簡單、成本低廉、彌散程度均勻的采用高能球磨制備氧化鋁彌散強(qiáng)化銅粉的方法。為解決所述問題，本發(fā)明提出的一種采用高能球磨制備氧化鋁彌散強(qiáng)化銅粉的方法，其步驟包括
步驟一，稱取CuO粉末與Al2O3粉末，其中，Al2O3粉末的重量百分比含量為0. 5% 21 ； 步驟二，將CuO與Al2O3的混合粉末放入球磨機(jī)中球磨，球料比為10 12 :1，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為350 400轉(zhuǎn)/分，球磨時(shí)間為20 40小時(shí)；
步驟三，然后將球磨好的混合粉末置于氫氣流中，在700 800°C還原40 60分鐘，得到Al2O3彌散強(qiáng)化銅粉末。較優(yōu)的，所述步驟二中，對混合粉末每球磨5小時(shí)，停機(jī)1小時(shí)。較優(yōu)的，所述的球磨機(jī)為行星式高能球磨機(jī)。本發(fā)明與傳統(tǒng)的機(jī)械合金化相比，采用CuO粉末與Al2O3粉末共同球磨來代替金屬 Cu粉末與氧化物彌散相粉末共同球磨。由于CuO粉末比Cu粉末要軟，因此，在高能球磨的過程中，彌散相Al2O3更容易進(jìn)入到CuO粉末中進(jìn)而被CuO粉末所包裹，所得到的彌散相分布更加均勻。而被包裹住的Al2O3粉末在球磨過程中不會與其他的Al2O3發(fā)生團(tuán)聚，抑制了彌散相的長大，所得到的彌散相顆粒細(xì)小。本發(fā)明采用CuO代替Cu，所得的Al2O3彌散相在基體中的分布更加均勻。由于CuO比純Cu軟，球磨時(shí)所花的時(shí)間少，而得到的彌散效果好。 即工藝簡單、成本低廉。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 制作0. 5% Al2O3彌散強(qiáng)化銅粉
實(shí)驗(yàn)所用的原料為CuO粉末與Al2O3粉末，使用粉末的純度均大于99. 9%，其中CuO粉末的粒度為10 μ m, Al2O3粉末的粒度為30nm。稱取一定量的CuO粉末與Al2O3粉末，保證Al2O3在Cu-Al2O3混合粉末的體系中的重量百分比含量為0. 5%。把混合粉末放入行星式高能球磨機(jī)中球磨，球料比為10 :1，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為 350r/min，球磨時(shí)間控制在40小時(shí)，不包含停機(jī)時(shí)間。每球磨5小時(shí)停機(jī)1小時(shí)，以防止球磨罐溫度過高。然后將球磨好的混合粉末置于氫氣流中，在700°C，還原60min。最后得到 Al2O3彌散強(qiáng)化銅粉。實(shí)施例2 制作1. 25% Al2O3彌散強(qiáng)化銅粉
實(shí)驗(yàn)所用的原料為CuO粉末與Al2O3粉末，使用粉末的純度均大于99. 9%，其中CuO粉末的粒度為10 μ m, Al2O3粉末的粒度為30nm。稱取一定量的CuO粉末與Al2O3粉末，保證Al2O3在Cu-Al2O3混合粉末體系中的重量百分比含量為1.25%。把混合粉末放入行星式高能球磨機(jī)中球磨，球料比為11 :1，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為 375r/min，球磨時(shí)間控制在30小時(shí)，不包含停機(jī)時(shí)間。每球磨5小時(shí)停機(jī)1小時(shí)，以防止球磨罐溫度過高。然后將球磨好的混合粉末置于氫氣流中，在750°C，還原50min，最后得到 Al2O3彌散強(qiáng)化銅粉。實(shí)施例3 制作2% Al2O3彌散強(qiáng)化銅粉
實(shí)驗(yàn)所用的原料為CuO粉末與Al2O3粉末，使用粉末的純度均大于99. 9%，其中CuO粉末的粒度為10 μ m, Al2O3粉末的粒度為30nm。稱取一定量的CuO粉末與Al2O3粉末，保證Al2O3在Cu-Al2O3混合粉末體系中的重量百分比含量為洲。把混合粉末放入行星式高能球磨機(jī)中球磨，球料比為12 :1，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為400r/min，球磨時(shí)間控制在20小時(shí)，不包含停機(jī)時(shí)間。每球磨5小時(shí)停機(jī)1小時(shí)，以防止球磨罐溫度過高。然后將球磨好的混合粉末置于氫氣流中，在800°C，還原40min，最后得到Al2O3彌散強(qiáng)化鐵銅粉。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種采用高能球磨制備氧化鋁彌散強(qiáng)化銅粉的方法，其步驟包括步驟一，稱取CuO粉末與Al2O3粉末，其中，Al2O3粉末的重量百分比含量為0. 5% 21 ； 步驟二，將CuO與Al2O3的混合粉末放入球磨機(jī)中球磨，球料比為10 12 :1，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為350 400轉(zhuǎn)/分，球磨時(shí)間為20 40小時(shí)；步驟三，然后將球磨好的混合粉末置于氫氣流中，在700 800°C還原40 60分鐘，得到Al2O3彌散強(qiáng)化銅粉末。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟二中，對混合粉末每球磨5小時(shí)，停機(jī)1小時(shí)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的球磨機(jī)為行星式高能球磨機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用高能球磨制備氧化鋁彌散強(qiáng)化銅粉的方法，其步驟為稱取CuO粉末與Al2O3粉末，其中，Al2O3粉末的重量百分比含量為0.5%～2%；將CuO與Al2O3的混合粉末放入球磨機(jī)中球磨，球料比為10～121，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為350～400轉(zhuǎn)/分，球磨時(shí)間為20～40小時(shí)；然后將球磨好的混合粉末置于氫氣流中，在700～800℃還原40～60分鐘，得到Al2O3彌散強(qiáng)化銅粉末。本發(fā)明采用CuO代替Cu，所得的Al2O3彌散相在基體中的分布更加均勻。由于CuO比純Cu軟，球磨時(shí)所花的時(shí)間少，而得到的彌散效果好。即工藝簡單、成本低廉。
文檔編號B22F1/02GK102528023SQ201210008819
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者曹慧欽, 王剛 申請人:廣東新勁剛超硬材料有限公司