一种铜基粉末冶金材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铜基粉末冶金材料及其制备方法，该铜基粉末冶金材料按质量份由以下组分制备所得：Sn 3％

【技术实现步骤摘要】
一种铜基粉末冶金材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于粉末冶金烧结材料领域，具体涉及一种铜基粉末冶金材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]粉末冶金是一种制取金属粉末，以及采用成形和烧结工艺将金属粉末制成材料或制品的工艺技术。它包括原料粉末的制取和物料准备，以及成形、烧结、后处理等工序。粉末冶金能够生产具有特殊性能的结构材料、功能材料和复合材料，是一种少切削甚至无切削的制造机械零件的新工艺，可以大大节约金属材料，提高劳动生产率。它是一种既能生产具有特殊性能材料的技术，又是一种制造廉价优质机械零件的工艺。从五金零件到大型机械，从民用工业到军事工业，从一般技术到尖端技术都能见到粉末冶金工艺的应用。
[0003]铜基粉末冶金材料具有导电导热好、磨合快等优势，在交通运输、风力发电等领域具有广泛应用，常作为刹车片等关键摩擦副材料。但铜基粉末冶金材料添加锡、铁等硬质组元时，容易产生成分偏析，造成烧结样品组织不均匀，韧性差。常见的铜基粉末冶金增韧是通过纤维增韧、加压烧结等方式进行的，工艺复杂，生产成本高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种铜基粉末冶金材料及其制备方法，以解决现有技术中的问题。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0006]一种铜基粉末冶金材料，所述铜基粉末冶金材料按质量份由以下组分制备所得：Sn 3％
‑
8％、Al 0.5
‑
2％、Cu2O 2％
‑
5％、硬脂酸锌0.3<br/>‑
0.7％、余量为Cu。
[0007]本专利技术还提供了上述所述的铜基粉末冶金材料的制备方法，包括以下步骤：
[0008]S1、分别称取Sn、Al、Cu2O、硬脂酸锌和Cu后，将其混合均匀得到混合料；
[0009]S2、将混合料加入模具中并铺平，经压制成型后得到压坯；优选的，所述压制成型的压力为400
‑
600MPa。
[0010]S3、将压坯放置在加热设备中在还原性气氛下进行烧结处理，得到铜基粉末冶金材料。优选的，所述加热设备为烧结炉；所述还原性气氛为氮气和氢气混合气氛，优选的，所述氮气和氢气的体积比为9:1，氢气的作用是还原烧结过程中的杂质；所述烧结处理的温度为800℃～950℃，时间为40～80min。
[0011]与现有铜基粉末冶金材料相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0012](1)本专利技术中硬脂酸锌的作用如下：一方面，其作为一种常见的粉末冶金润滑剂使用；另一方面，硬脂酸锌在烧结处理过程中在高温条件下可分解成氧化锌，随后在高温条件下原料组分中的铝通过铝热反应将氧化锌还原成锌，锌在铜中的固溶度较大，能够起到较好的固溶强化作用，改善铜基粉末冶金材料的韧性。
[0013](2)锡是一种常见强化铜基元素，但制备过程中常有杂质，其主要杂质成分为氧化
锡，本专利技术在原料中使用具有较强还原性的Cu2O，通过Cu2O还原氧化锡，达到提纯的作用，从而保持产品性能的稳定性。
[0014](3)本专利技术通过材料配方设计实现铜基粉末冶金材料的增韧，相比其他热加工工艺，具有成本低、安全性高等特点。
具体实施方式
[0015]下面结合实施例对本专利技术作更进一步的说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。需要说明的是，下列实施例中使用的原料均为市售产品，市购可得。
[0016]实施例1
[0017]一种铜基粉末冶金材料的制备方法，包括以下步骤：
[0018]S1、将Cu粉、Sn粉、Al粉、Cu2O粉、以及硬脂酸锌粉末按照Sn：3％，Al：0.5％，Cu2O：2％，硬脂酸锌：0.3％，余量为Cu的比例混合均匀；
[0019]S2、将混合均匀的原材料粉末装入模具中并铺平，在400MPa压力下压制成压坯；
[0020]S3、将压制后的压坯放置在烧结炉中，在氮气和氢气体积比为9：1的混合气氛中进行烧结，烧结温度800℃，烧结时间80min；冷却后即得目标产物。
[0021]实施例2
[0022]一种铜基粉末冶金材料的制备方法，包括以下步骤：
[0023]S1、将Cu粉、Sn粉、Al粉、Cu2O粉、以及硬脂酸锌粉末按照Sn：4％，Al：1％，Cu2O：3.8％，硬脂酸锌：0.5％，余量为Cu的比例混合均匀；
[0024]S2、将混合均匀的原材料粉末装入模具中并铺平，在500MPa压力下压制成压坯；
[0025]S3、将压制后的压坯放置在烧结炉中，在氮气和氢气体积比为9：1的混合气氛中进行烧结，烧结温度900℃，烧结时间80min；冷却后即得目标产物。
[0026]实施例3
[0027]一种铜基粉末冶金材料的制备方法，包括以下步骤：
[0028]S1、将Cu粉、Sn粉、Al粉、Cu2O粉、以及硬脂酸锌粉末按照Sn：8％，Al：2％，Cu2O：5％，硬脂酸锌：0.7％，余量为Cu的比例混合均匀；
[0029]S2、将混合均匀的原材料粉末装入模具中并铺平，在600MPa压力下压制成压坯；
[0030]S3、将压制后的压坯放置在烧结炉中，在氮气和氢气体积比为9：1的混合气氛中进行烧结，烧结温度950℃，烧结时间80min；冷却后即得目标产物。
[0031]对比例1
[0032]一种铜基粉末冶金材料的制备方法，包括以下步骤：
[0033]S1、将Cu粉、Sn粉以及硬脂酸锌粉末按照Sn：3％，硬脂酸锌：0.3％，余量为Cu的比例混合均匀；
[0034]S2、将混合均匀的原材料粉末装入模具中并铺平，在400MPa压力下压制成压坯；
[0035]S3、将压制后的压坯放置在烧结炉中，在氮气和氢气体积比为9：1的混合气氛中进行烧结，烧结温度800℃，烧结时间80min；冷却后即得目标产物。
[0036]对比例2
[0037]一种铜基粉末冶金材料的制备方法，包括以下步骤：
[0038]S1、将Cu粉、Sn粉以及硬脂酸锌粉末按照Sn：4％，硬脂酸锌：0.5％，余量为Cu的比例混合均匀；
[0039]S2、将混合均匀的原材料粉末装入模具中并铺平，在500MPa压力下压制成压坯；
[0040]S3、将压制后的压坯放置在烧结炉中，在氮气和氢气体积比为9：1的混合气氛中进行烧结，烧结时间80min；冷却后即得目标产物。
[0041]对比例3
[0042]一种铜基粉末冶金材料的制备方法，包括以下步骤：
[0043]S1、将Cu粉、Sn粉以及硬脂酸锌粉末按照Sn：8％，硬脂酸锌：0.7％，余量为Cu的比例混合均匀；
[0044]S2、将混合均匀的原材料粉末装入模具中并铺平，在600MPa压力下压制成压坯；
[0045]S3、将压制后的压坯放置在烧结炉中，在氮气和氢气体积比为9：1的混合气氛中进行烧结，烧结温度950℃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铜基粉末冶金材料，其特征在于：所述铜基粉末冶金材料按质量份由以下组分制备所得：Sn 3％
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8％、Al 0.5
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2％、Cu2O 2％
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5％、硬脂酸锌0.3
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0.7％、余量为Cu。2.如权利要求1所述的铜基粉末冶金材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、分别称取Sn、Al、Cu2O、硬脂酸锌和Cu后，将其混合均匀得到混合料；S2、将混合料加入模具中并铺平，经压制成型后得到压坯；S3、将压坯放置在加热设备中在还原性气...

【专利技术属性】
技术研发人员：章宇翔，巫业栋，丁国华，李其龙，
申请(专利权)人：合肥波林新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：