含纳米碳化锆陶瓷颗粒铜基电极材料的一步合成方法技术

本发明专利技术属于焊接电极用铜基复合材料的制备领域，公开了一种含纳米碳化锆陶瓷颗粒铜基电极材料的一步合成方法：将均匀混合的Cu粉、Zr粉及C粉冷压成预制块，然后把Cu‑Zr‑C粉末压坯与无氧铜放入真空感应熔炼炉中，先低温加热促发压坯的热爆合成反应，再升温使无氧铜熔化并包裹反应产物，经保温、磁搅拌制备出含纳米碳化锆陶瓷铜基复合材料。本发明专利技术一步制备出含纳米碳化锆陶瓷颗粒的铜基电极材料，不但降低了生产成本，还简化了工序、提高了生产效率，同时ZrC颗粒细小，在铜中分布均匀。

【技术实现步骤摘要】
含纳米碳化锆陶瓷颗粒铜基电极材料的一步合成方法
本专利技术属于焊接电极用铜基复合材料的制备领域，主要用于焊机电极头、电极帽等，具体涉及一种含纳米碳化锆陶瓷颗粒铜基电极材料的一步合成方法。
技术介绍
点焊广泛用于汽车、仪表和航空制造等行业，因服役时常承受高温和高压作用，铜合金电极易失效而降低生产效率和影响焊点质量。随着现代生产中自动焊接和焊接机器人的广泛使用，迫切需要开发兼具优良导电性和机械性能的电极材料。解决铜合金性能不足的有效途径之一是制备纳米陶瓷颗粒增强Cu基复合材料。现有研究表明，纳米Al2O3颗粒增强Cu基复合材料具有良好的机械性能，但Al2O3陶瓷几乎是绝缘的(电阻系数：1020×10-6Ω·m)，将它引入铜基中会显著降低电极的导电性。相较之下，ZrC具有高硬度(2560HV)、高熔点(3540℃)、良好的化学稳定性(抗氧化温度：1100～1400℃)和热传导性等优点，尤其导电性突出(电阻系数：0.42×10-6Ω·m)。因此，铜基体中纳米ZrC陶瓷的添加，有望在保持铜优良导电性的同时，提高其机械性能。目前，ZrC陶瓷增强铜基复合材料的主要制备方法包括：(1)热压烧结法，即本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.含纳米碳化锆陶瓷颗粒铜基电极材料的一步合成法，其步骤包括：步骤一、原材料Cu粉、Zr粉和C粉，其中，Zr粉与C粉摩尔比值为1，Cu粉的添加量为10～60wt.％；步骤二、将称量好的Cu粉、Zr粉、C粉，在惰性气体环境中用滚筒式球磨机混合10～14小时，得到Cu‑Zr‑C混合粉末；步骤三、用液压机将混合后的Cu‑Zr‑C粉末冷压成相对致密度为50～70％的压坯；步骤四、将Cu‑Zr‑C粉末压块与无氧铜块放入真空感应熔炼炉内，然后布置为真空环境；步骤五、在真空环境中，通过熔炼炉的感应线圈预加热至950～1050℃，从而促发粉末预制块的热爆合成反应与ZrC陶瓷的合成，之后保温约1min；步骤六、...

【技术特征摘要】
1.含纳米碳化锆陶瓷颗粒铜基电极材料的一步合成法，其步骤包括：步骤一、原材料Cu粉、Zr粉和C粉，其中，Zr粉与C粉摩尔比值为1，Cu粉的添加量为10～60wt.％；步骤二、将称量好的Cu粉、Zr粉、C粉，在惰性气体环境中用滚筒式球磨机混合10～14小时，得到Cu-Zr-C混合粉末；步骤三、用液压机将混合后的Cu-Zr-C粉末冷压成相对致密度为50～70％的压坯；步骤四、将Cu-Zr-C粉末压块与无氧铜块放入真空感应熔炼炉内，然后布置为真空环境；步骤五、在真空环境中，通过熔炼炉的感应线圈预加热至950～1050℃，从而促发粉末预制块的热爆合成反应与ZrC陶瓷的合成，之后保温约1min；步骤六、继续升温至1250～1300℃，使无氧铜熔化，然后保温20～30min并施加磁搅拌，使热爆合成的ZrC颗粒均匀分散于无氧铜液中，最后将液体浇铸到金属模具中，得到含纳米碳化锆陶瓷颗粒的铜基电极材料。2.根据权利要求1所述的一种含纳米碳化锆陶瓷颗粒铜基电极材料的一步合成法，其特征在于，步骤二中，所述球磨机的磨球为ZrO2磨球，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张梦贤，方一航，赵先锐，王天乐，霍颜秋，姚海龙，王洪涛，陈清宇，白小波，
申请(专利权)人：台州学院，九江学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33