一种电脉冲辅助制备高固溶度铜锡钛合金的方法技术

本发明专利技术公开了一种电脉冲辅助制备高固溶度铜锡钛合金的方法，包括以下步骤：步骤1，将铜粉、锡粉及钛粉混合压制进行真空高温烧结，制备得到Cu‑Sn‑Ti合金；步骤2，将步骤1制备得到的Cu‑Sn‑Ti合金进行冷轧；步骤3，将步骤2轧制过的Cu‑Sn‑Ti合金进行电脉冲处理；步骤4，重复步骤2至步骤3的过程2～3次，最后得到高固溶度Cu‑Sn‑Ti合金。本发明专利技术的制备方法有如下优点：通过对Cu‑Sn‑Ti合金反复进行冷轧和电脉冲，得到了均匀细小的合金组织，同时由于电脉冲的电致塑性效应，合金的塑性也得到了提高，该方式操作简单，合金组织细化效果显著。

【技术实现步骤摘要】
一种电脉冲辅助制备高固溶度铜锡钛合金的方法
本专利技术属于铜合金制备
，具体涉及一种电脉冲辅助制备高固溶度铜锡钛合金的方法。
技术介绍
铜锡钛合金(Cu-Sn-Ti合金)作为目前生产Nb3Sn超导材料用新型复合材料，国内外已有研究公开报道生产Nb3Sn超导线材用青铜基体中Sn含量不足及分布不均匀会降低生产的线材超导性能。而Ti元素的添加使生产的超导线材临界参数提高至少一个数量级，且Ti的添加可保持生产线材原有的延展性。国内最近报道中锡芯法制备Nb3Sn线材工艺中添加Ti，但Ti与Sn的扩散偏聚，降低了Ti的添加对所制备线材的优化效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电脉冲辅助制备高固溶度铜锡钛合金的方法，解决了锡在铸态铜锡合金中固溶度较低及铜锡合金晶粒粗大的问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种电脉冲辅助制备高固溶度铜锡钛合金的方法，包括以下步骤：步骤1，将铜粉、锡粉及钛粉混合压制进行真空高温烧结，制备得到Cu-Sn-Ti合金；步骤2，将步骤1制备得到的Cu-Sn-Ti合金进行冷轧；步骤3，将步骤2轧制过的Cu-Sn-Ti合金进行电脉冲处理；步骤4，重复步骤2至步骤3的过程2～3次，最后得到高固溶度Cu-Sn-Ti合金。本专利技术的特点还在于，步骤1中，制备得到的Cu-Sn-Ti合金中Sn的质量百分比为11％～16％，Ti的质量百分比为0.1％～1.2％，其余为Cu，上述组分质量百分比之和为100％。步骤1中真空高温烧结的过程为：在氩气气氛保护下，加热10min～40min，加热温度为700℃～1100℃，保温时间为10min～30min。步骤3中电脉冲的脉冲电流为20A～80A，脉冲时间为30s～90s，脉冲频率为300Hz-800Hz。步骤3中进行电脉冲的装置的型号为THDM-2。本专利技术一种电脉冲辅助制备高固溶度铜锡钛合金的方法的有益效果是，通过对冷轧后的铜锡钛合金(Cu-Sn-Ti合金)施加合适的电脉冲，通过脉冲作用破碎所生成的树枝晶，减从而抑制了树枝晶的长大，细化了Cu-Sn-Ti合金组织，从而得到均匀、细小的Cu-Sn-Ti合金，解决了锡在铸态铜锡合金中固溶度较低及铜锡合金晶粒粗大的问题；此外，脉冲作用后的Cu-Sn-Ti合金的塑性得到了提高，为后续研究铜锡合金机械加工及其它方面的性能做出进一步铺垫。附图说明图1是采用传统的粉末冶金方法得到的铸态Cu-Sn-Ti合金组织的SEM图；图2是本专利技术实施例4制备得到的最终的Cu-Sn-Ti合金组织的SEM图；图3是采用本专利技术方法制备高固溶度Cu-Sn-Ti合金的工艺流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术的一种电脉冲辅助制备高固溶度铜锡钛合金的方法，如图3所示，包括以下步骤：步骤1，将铜粉、锡粉及钛粉混合压制进行真空高温烧结，制备得到Cu-Sn-Ti合金；步骤1中，制备得到的Cu-Sn-Ti合金中Sn的质量百分比为11％～16％，Ti的质量百分比为0.1％～1.2％，其余为Cu，上述组分质量百分比之和为100％；步骤1中真空高温烧结的过程为：在氩气气氛保护下，加热10min～40min，加热温度为700℃～1100℃，保温时间为10min～30min；步骤2，将步骤1制备得到的Cu-Sn-Ti合金进行冷轧；步骤3，将步骤2轧制过的Cu-Sn-Ti合金进行电脉冲处理；步骤3中电脉冲的脉冲电流为20A～80A，脉冲时间为30s～90s，脉冲频率为300Hz-800Hz；步骤3中进行电脉冲的装置的型号为THDM-2。步骤4，重复步骤2至步骤3的过程2～3次，最后得到高固溶度Cu-Sn-Ti合金。Cu-Sn-Ti合金在电脉冲作用下，使固溶的树枝晶破碎，抑制了树枝晶长大，并且在脉冲作用下，有效减轻了Sn原子与Cu原子的扩散偏聚程度，同时，脉冲可提高Sn的固溶度，从而得到了组织均匀细小的高固溶度的Cu-Sn-Ti合金。实施例1一种电脉冲辅助制备高固溶度铜锡钛合金的方法，包括以下步骤：步骤1，制备致密的Cu-Sn-Ti合金：将铜粉、锡粉、钛粉按比例进行混粉压制成致密坯体，然后将坯体放置于坩埚中进行加热，加热过程在氩气气氛保护下完成，加热10min，设定加热温度为700℃，保温时间为10min，得到致密的Cu-Sn-Ti合金；其中，制备得到的Cu-Sn-Ti合金中Sn的质量百分比为11％，Ti的质量百分比为0.1％，其余为Cu，上述组分质量百分比之和为100％；步骤2，将步骤1制备得到的Cu-Sn-Ti合金在型号为ZK-WS6的冷轧机中冷轧成条状以备后续的电脉冲处理；步骤3，将轧制过的合金固定于在THDM-2电脉冲装置的夹持端施加合适的电脉冲，脉冲电流选取为20A，脉冲时间为30s，脉冲频率选取为300Hz，得到组织均匀细小的Cu-Sn-Ti合金；步骤4，重复步骤2至步骤3的过程2～3次，通过对Cu-Sn-Ti合金烧结体进行反复冷轧和电脉冲处理，得到高固溶度的、均匀、细小的Cu-Sn-Ti合金。实施例2一种电脉冲辅助制备高固溶度铜锡钛合金的方法，包括以下步骤：步骤1，制备致密的Cu-Sn-Ti合金：将铜粉、锡粉、钛粉按比例进行混粉压制成致密坯体，然后将坯体放置于坩埚中进行加热，加热过程在氩气气氛保护下完成，加热10min，设定加热温度为750℃，保温时间为15min，得到致密的Cu-Sn-Ti合金；其中，制备得到的Cu-Sn-Ti合金中Sn的质量百分比为13％，Ti的质量百分比为0.3％，其余为Cu，上述组分质量百分比之和为100％；步骤2，将步骤1制备得到的Cu-Sn-Ti合金在型号为ZK-WS6的冷轧机中冷轧成条状以备后续的电脉冲处理；步骤3，将轧制过的合金固定于在THDM-2电脉冲装置的夹持端施加合适的电脉冲，脉冲电流选取为40A，脉冲时间为50s，脉冲频率选取为400Hz，得到组织均匀细小的Cu-Sn-Ti合金；步骤4，重复步骤2至步骤3的过程2～3次，通过对Cu-Sn-Ti合金烧结体进行反复冷轧和电脉冲处理，得到高固溶度的、均匀、细小的Cu-Sn-Ti合金。实施例3一种电脉冲辅助制备高固溶度铜锡钛合金的方法，包括以下步骤：步骤1，制备致密的Cu-Sn-Ti合金：将铜粉、锡粉、钛粉按比例进行混粉压制成致密坯体，然后将坯体放置于坩埚中进行加热，加热过程在氩气气氛保护下完成，加热20min，设定加热温度为900℃，保温时间为20min，得到致密的Cu-Sn-Ti合金；其中，制备得到的Cu-Sn-Ti合金中Sn的质量百分比为15％，Ti的质量百分比为0.8％，其余为Cu，上述组分质量百分比之和为100％；步骤2，将步骤1制备得到的Cu-Sn-Ti合金在型号为ZK-WS6的冷轧机中冷轧成条状以备后续的电脉冲处理；步骤3，将轧制过的合金固定于在THDM-2电脉冲装置的夹持端施加合适的电脉冲，脉冲电流选取为50A，脉冲时间为60s，脉冲频率选取为500Hz，得到组织均匀细小的Cu-Sn-Ti合金；步骤4，重复步骤2至步骤3的过程2～3次，通过对Cu-Sn-Ti合金烧结体进行反复冷轧和电脉冲处理，得到高固溶度的、均匀、细小的Cu-Sn-Ti合金。实施例4一种电脉冲辅助制备高固溶度铜锡钛合金的方法，包括以下步骤：步骤1，制备致本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电脉冲辅助制备高固溶度铜锡钛合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将铜粉、锡粉及钛粉混合压制进行真空高温烧结，制备得到Cu‑Sn‑Ti合金；步骤2，将步骤1制备得到的Cu‑Sn‑Ti合金进行冷轧；步骤3，将步骤2轧制过的Cu‑Sn‑Ti合金进行电脉冲处理；步骤4，重复步骤2至步骤3的过程2～3次，最后得到高固溶度Cu‑Sn‑Ti合金。

【技术特征摘要】
1.一种电脉冲辅助制备高固溶度铜锡钛合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将铜粉、锡粉及钛粉混合压制进行真空高温烧结，制备得到Cu-Sn-Ti合金；步骤2，将步骤1制备得到的Cu-Sn-Ti合金进行冷轧；步骤3，将步骤2轧制过的Cu-Sn-Ti合金进行电脉冲处理；步骤4，重复步骤2至步骤3的过程2～3次，最后得到高固溶度Cu-Sn-Ti合金。2.根据权利要求1所述的一种电脉冲辅助制备高固溶度铜锡钛合金的方法，其特征在于，步骤1中，制备得到的Cu-Sn-Ti合金中Sn的质量百分比为11％～16％，Ti的质量百分比为0.1％～1.2％，其余为Cu，上...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹军涛，冯巧丽，梁淑华，肖鹏，石浩，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61