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专利摘要

本发明涉及一种层状梯度铜基复合材料及其制备方法，属于金属基复合材料技术领域。本发明提供了一种层状梯度铜基复合材料的制备方法，包括将含有不同量增强材料和铜基材的混合粉分层装入模具，使混合粉中增强材料的含量自下而上呈梯度分布，经过压制和烧结，得到层状梯度铜基复合材料坯体；将层状梯度铜基复合材料坯体作为自耗电极经真空自耗电弧熔炼法进行熔炼，冷却后，即得。该方法工艺简单，设备为常规设备，可操作性强，且具有较强的可控性，可根据需要调整层数，各层厚度，各层混合粉中增强材料的含量等，从而调整层状梯度铜基复合材料的梯度分布，且熔炼有利于提高过渡层的均匀性，使得层状梯度铜基复合材料过渡均匀，连续性更好。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202010591040.3
申请日期:
2020-06-24
专利申请人:
河南科技大学
分类号:
B22F7/02 ; C22C9/00 ; C22C1/02 ; C22C1/04 ; C22C1/05 ; C22C1/10 ; B22F3/04 ; C22C32/00
发明/设计人:
宋克兴，国秀花，冯江，李韶林，周延军，王旭，赵培峰，张朝民，张祥峰，林焕然，杨豫博
权利要求: 1.一种层状梯度铜基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将含有不同量增强材料和铜基材的混合粉分层装入模具，使混合粉中增强材料的含量自下而上呈梯度分布，经过压制和烧结，得到层状梯度铜基复合材料坯体；其中，所述增强材料为金属氧化物、金属碳化物、金属硼化物或难熔金属；(2)将步骤(1)得到的层状梯度铜基复合材料坯体作为自耗电极经真空自耗电弧熔炼法进行熔炼，冷却后，即得；步骤(1)中，所述铜基材为Cu粉，或Cu粉与Cr粉、Zr粉、Ti粉和Fe粉中至少一种金属粉组成的合金粉；所述合金粉为Cu-Cr合金粉、Cu-Zr合金粉、Cu-Cr-Zr合金粉、Cu-Ti合金粉或Cu-Fe合金粉；其中，所述Cu-Cr合金粉中Cu粉和Cr粉的质量比为100:0.4～1.2；所述Cu-Cr-Zr合金粉中Cu粉、Cr粉和Zr粉的质量比为100:0.4～1.2:0.03～0.3；所述Cu-Zr合金粉中Cu粉和Zr粉的质量比为100:0.03～0.3；所述Cu-Ti合金粉中Cu粉和Ti粉的质量比为100:0.5～5；所述Cu-Fe合金粉中Cu粉和Fe粉的质量比为100:0.3～4；步骤(2)中，所述熔炼的电流为2500～4500A，所述熔炼的电压为23～28V；所述熔炼的稳弧电流为5～10A。2.根据权利要求1所述的层状梯度铜基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合粉中增强材料的最高含量为25wt％。3.根据权利要求1所述的层状梯度铜基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合粉的相邻两层混合粉中的增强材料的含量差为5％以内。4.根据权利要求1所述的层状梯度铜基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述金属氧化物为Al2O3、ZrO2、TiO2、MgO、CeO2或La2O3；所述金属碳化物为TiC、WC、B4C或Cr3C2；所述金属硼化物为CrB2、TiB2或ZrB2；所述难熔金属为W或Mo。5.根据权利要求1所述的层状梯度铜基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述压制的压力为180～300MPa，所述压制的时间为6～8min。6.根据权利要求1所述的层状梯度铜基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述烧结的温度为950～1060℃，所述烧结的时间为1～5h，所述烧结的真空度为1×10-3～1×10-1Pa。7.一种采用如权利要求1所述的层状梯度铜基复合材料的制备方法制得的层状梯度铜基复合材料。