碳化硼-硼化锆-铜镍电极材料及制备方法和应用技术

碳化硼-硼化锆-铜镍电极材料及制备方法和应用，本发明专利技术属于电火花加工电极材料应用技术领域，它为了解决现有电加工机床上的电极材料的导电性差和抗烧蚀性较差的问题。碳化硼-硼化锆-铜镍电极材料按质量百分比由55％～65％的碳化硼粉末，20％～40％的硼化锆粉末和5％～15％的铜镍混合粉末制成。制备方法：一、将各原料置于球磨机中湿法球磨混合，得到浆料；二、浆料置于真空条件下烘干，研碎得到混合粉料；三、混合粉料置于氩氢气体的保护下高温烧结，完成电极材料的制备。本发明专利技术制备的复合电极材料的电阻率为(1.3-3.0)×10-5Ω/m，线烧蚀率为(0.001～0.1)s/min，显示了良好的导电性和抗烧蚀性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电火花加工电极材料应用
，具体涉及一种碳化硼-硼化锆-铜镍复合材料及其制备方法。
技术介绍
精密电加工机床的加工质量主要取决于电极材料，其中电极材料的导电特性及抗烧蚀性对加工表面质量影响最大。材料的导电性好可以确保加工电极与工件间的顺利引弧和放电，利于被加工材料的去除(烧蚀)；材料的抗烧蚀性好可以减少电加工过程中的电极烧损，提高加工形状的精度。对于传统的电加工通常选择紫铜做电极材料，其导电性优良，但抗烧蚀性不好，加工过程中需消耗大量的铜，造成极大的资源浪费。制备新型电极材料在技术上的重要性主要体现良好的导电性又具有良好的抗高温烧蚀性。因此新型电极材料的研究受到科学界和工业界的关注。而现有的碳化硼基复合材料主要在磨料领域中使用，在精密电加工的电极材料中的应用还未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有精密电加工机床上的电极材料的导电性较差，抗烧蚀性较差的问题，而提供一种碳化硼-硼化锆-铜镍电极材料及制备方法和应用。本专利技术碳化硼-硼化锆-铜镍电极材料按质量百分含量由55％～65％的碳化硼粉末，20％～40％的硼化锆粉末和5％～15％的铜镍混合粉末制成，其中铜镍混合粉末是由质量比为9:1的铜粉与镍粉混合而成。本专利技术碳化硼-硼化锆-铜镍电极材料的制备方法按下列步骤实现：一、按质量百分含量称取55％～65％的碳化硼粉末，20％～40％的硼化锆粉末和5％～15％的铜镍混合粉末作为原料，然后将称取的原料置于球磨机中，采用湿法球磨将原料混合均匀，得到浆料；二、将步骤一得到的浆料置于真空条件下烘干，烘干后的浆料研碎得到混合粉料；三、将步骤二得到的混合粉料置于氩氢混合气体的保护下，在气氛压力不大于1×105Pa，温度为1800℃～1850℃，烧结压力为30MPa～40MPa的条件下保温烧结1h～3h，得到碳化硼-硼化锆-铜镍电极材料；其中步骤一中所述的铜镍混合粉末由质量比为9:1的铜粉与镍粉组成。本专利技术所述的碳化硼-硼化锆-铜镍电极材料应用作为电火花加工电极材料。本专利技术通过将硼化锆粉及铜镍粉引入到碳化硼-硼化锆-铜镍复合材料体系中，一方面大幅提高了碳化硼基复合材料的导电性能，另一方面提高了材料的高温强度和抗烧蚀性，同时利用机械合金化降低了碳化硼-硼化锆-铜镍复合材料的烧结温度，从而制备出性能优良的碳化硼-硼化锆-铜镍复合材料。本专利技术制备得到的碳化硼-硼化锆-铜镍复合材料的室温抗拉强度为200MPa～300MPa，电阻率为(1.3-3.0)×10-5Ω/m，线烧蚀率为(0.001～0.1)s/min。附图说明图1为本专利技术碳化硼-硼化锆-铜镍电极材料的扫描电镜图。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式碳化硼-硼化锆-铜镍电极材料按质量百分含量由55％～65％的碳化硼粉末，20％～40％的硼化锆粉末和5％～15％的铜镍混合粉末制成，其中铜镍混合粉末是由质量比为9:1的铜粉与镍粉混合而成。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是所述的碳化硼粉末、硼化锆粉末和铜镍合金粉末的纯度均不小于98％。具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是所述的碳化硼粉末的粒径不大于10μm，硼化锆粉末的粒径不大于5μm，铜粉和镍粉的粒径不大于10μm。具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是碳化硼-硼化锆-铜镍电极材料按质量百分含量由60％的碳化硼粉末，25％的硼化锆粉末和15％的铜镍混合粉末制成。具体实施方式五：本实施方式碳化硼-硼化锆-铜镍电极材料的制备方法按下列步骤实现：一、按质量百分含量称取55％～65％的碳化硼粉末，20％～40％的硼化锆粉末和5％～15％的铜镍混合粉末作为原料，然后将称取的原料置于球磨机中，采用湿法球磨将原料混合均匀，得到浆料；二、将步骤一得到的浆料置于真空条件下烘干，烘干后的浆料研碎得到混合粉料；三、将步骤二得到的混合粉料置于氩氢混合气体的保护下，在气氛压力不大于1×105Pa，温度为1800℃～1850℃，烧结压力为30MPa～40MPa的条件下保温烧结1h～3h，得到碳化硼-硼化锆-铜镍电极材料；其中步骤一中所述的铜镍混合粉末由质量比为9:1的铜粉与镍粉组成。具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式五不同的是步骤一中所述的湿法球磨是以无水乙醇为分散剂，无水乙醇的用量为原料总体积的1～2倍。其它步骤及参数与具体实施方式五相同。具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式五或六不同的是步骤一中所述的球磨机为行星式球磨机，球磨机的转速为220r/min～400r/min，球料质量比为(5～8)∶1。其它步骤及参数与具体实施方式五或六相同。具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式五至七之一不同的是步骤二中烘干的温度为70℃～80℃。其它步骤及参数与具体实施方式五至七之一相同。具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式五至八之一不同的是步骤三中所述的氩氢混合气体是由体积比为95％的氩气与5％的氢气组成的。具体实施方式十：本实施方式应用具体实施方式一所述的碳化硼-硼化锆-铜镍电极材料应用作为电火花加工电极材料。具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式十不同的是对碳化硼-硼化锆-铜镍复合材料进行平面、曲面、螺纹及孔的电火花加工。实施例一：本实施例碳化硼-硼化锆-铜镍电极材料的制备方法按下列步骤实现：一、按质量百分含量称取60％的碳化硼粉末，25％的硼化锆粉末和15％的铜镍混合粉末作为原料，然后将称取的原料置于球磨机中，以无水乙醇为分散剂，在球磨机的转速为400r/min，球料比为5∶1的条件下球磨混合8h，得到浆料；二、将步骤一得到的浆料在温度为80℃的真空条件下烘干，烘干后的浆料置于玛瑙研钵中研碎，得到混合粉料；三、将步骤二得到的混合粉料置于氩氢混合气体的保护下，在气氛压力5×103Pa，温度为1850℃，烧结压力为30MPa的条件下保温烧结1h，得到碳化硼-硼化锆-铜镍电极材料；其中步骤一中所述的铜镍混合粉末由质量比为9:1的铜粉与镍粉组成。本实施例步骤一中无水乙醇的用量为原料总体积的1倍。实施例二：本实施例与实施例一不同的是步骤一按质量百分含量称取65％的碳化硼粉末，30％的硼化锆粉末和5％的铜镍混合粉末作为原料。实施例三：本实施例与实施例一不同的是步骤一按质量百分含量称取55％的碳化硼粉末，35％的硼化锆粉末和10％的铜镍混合粉末作为原料。实施例四：本实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
碳化硼‑硼化锆‑铜镍电极材料，其特征在于该碳化硼‑硼化锆‑铜镍电极材料按质量百分含量由55％～65％的碳化硼粉末，20％～40％的硼化锆粉末和5％～15％的铜镍混合粉末制成，其中铜镍混合粉末是由质量比为9:1的铜粉与镍粉混合而成。

【技术特征摘要】
1.碳化硼-硼化锆-铜镍电极材料，其特征在于该碳化硼-硼化锆-铜镍电极材料按质量
百分含量由55％～65％的碳化硼粉末，20％～40％的硼化锆粉末和5％～15％的铜镍混合粉
末制成，其中铜镍混合粉末是由质量比为9:1的铜粉与镍粉混合而成。
2.根据权利要求1所述的碳化硼-硼化锆-铜镍电极材料，其特征在于所述的碳化硼粉
末、硼化锆粉末和铜镍合金粉末的纯度均不小于98％。
3.根据权利要求1所述的碳化硼-硼化锆-铜镍电极材料，其特征在于所述的碳化硼粉
末的粒径不大于10μm，硼化锆粉末的粒径不大于5μm，铜粉和镍粉的粒径不大于10μm。
4.根据权利要求1所述的碳化硼-硼化锆-铜镍电极材料，其特征在于碳化硼-硼化锆-
铜镍电极材料按质量百分含量由60％的碳化硼粉末，25％的硼化锆粉末和15％的铜镍混合
粉末制成。
5.碳化硼-硼化锆-铜镍电极材料的制备方法，其特征在于是按下列步骤实现：
一、按质量百分含量称取55％～65％的碳化硼粉末，20％～40％的硼化锆粉末和5％～
15％的铜镍混合粉末作为原料，然后将称取的原料置于球磨机中，采用湿法球磨将原料混
合均匀，得到浆料；
二、将步骤一得到的浆料置于真空条件下烘干，烘干后的浆料研碎...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩文波，张继红，
申请(专利权)人：牡丹江金钢钻碳化硼有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23