一种二次骨架熔渗合金材料的制备方法技术

一种二次骨架熔渗合金材料的制备方法，属于材料技术领域，步骤包括制备骨架，然后将骨架置于真空烧结炉中，采用熔渗剂熔渗，所述的制备骨架按以下步骤进行：（１）将骨架粉料置于容器中振实，然后在真空条件下烧结，获得一次烧结骨架，再将一次骨架粉碎至平均粒径为原骨架粉料平均粒径的２～８倍，获得二次粉体；（２）将二次粉体振实，然后在真空条件下烧结，制成二次骨架。本发明专利技术的方法通过将一次骨架粉碎再烧结，不仅提高了骨架的孔隙率，而且能够使二次骨架的孔隙分布更均匀，二次骨架坚固不易坍塌；采用上述方法获得的熔渗合金具备了更好的综合性能，组织均匀、密度高。本发明专利技术的方法工艺简单、易于实施、具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料
，特别涉及。
技术介绍
熔渗是制取难熔金属与低熔点金属所形成的假合金的常用方法，液态金属(或合金)与多孔性固体(骨架)外表面相接触，靠毛细作用力通过连通孔隙将液态金属吸引到 骨架内部从而形成假合金。现有的熔渗技术通常将一种金属(或合金)烧结制备成骨架， 然后将另一种金属(或合金)在液态时熔渗进骨架中，步骤包括制备骨架、还原、熔渗和加 工成品；熔渗法获得的合金致密度较高，生产工艺成熟，但其主要缺点是烧结形成的骨架孔 隙较小，能够熔渗进入的液态金属有限，由于二元熔渗系统需要采用熔点低的金属作为熔 渗剂渗入到熔点高的金属中，通常导致熔点低的金属在假合金中含量较低，对于某些要求 成分的领域，熔渗制备的假合金的使用受到限制，因此开发一种能够改变熔渗假合金成分 比例的技术是目前急需解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术问题，本专利技术提供，目的在 于通过对骨架金属进行二次烧结，提高骨架的孔隙率，进而获得低熔点成分含量较高的熔 渗合金。本专利技术的二次骨架熔渗合金材料的制备方法步骤包括制备骨架，然后将骨架置 于真空烧结炉中，采用熔渗剂在真空度1 X 10_4 9 X IO-3Pa条件下，温度高于熔渗剂熔点 100 400°C条件下进行熔渗，熔渗时间为2 IOh ；其中制备骨架按以下步骤进行1、将骨架粉料置于容器中振实，然后在真空度为IX 10_4 9X IO3Pa条件下，加热 至烧结温度烧结，烧结时间2 10h，获得一次骨架，再将一次骨架粉碎至平均粒径为骨架 粉料平均粒径的2 8倍，获得二次粉体。2、将二次粉体置于容器中振实，然后在真空度为1 X 10_4 9 X 10_3Pa条件下，加热 至烧结温度烧结，烧结时间2 10h，制成二次骨架。上述的骨架粉料粒度为80 250目(粒径175 μ m 61 μ m)。所述的烧结温度为当该金属熔点的为Tm时，烧结温度为0. 6 0. STffl(Tffl的单位 为绝对温度K)。上述的骨架粉料为Al粉、Cr粉、Co粉、Cu粉、Fe粉、Mn粉、Mo粉、Ni粉、Si粉、Ag 粉、W粉、Pt粉、WC粉、或TiC粉。上述的一次骨架孔隙率为42 55%，二次骨架的孔隙率为60 74%。上述方法中，当骨架粉料为Al粉时，熔渗剂选取Bi或Pb ；当骨架粉料为Cr粉时， 熔渗剂选取Al、Bi、Co、Cu、Pb、Ag或Sn ；当骨架粉料为Co粉时，熔渗剂选取Bi、Cu、Pb、Ag 或Sn ；当骨架粉料为Fe粉时，熔渗剂选取Al、Sb、Cu、Pb、Ag、Mg、Sn或Zn ；当骨架粉料为Mn 粉时，熔渗剂选取Bi、Pb、Ag或Tl ；当骨架粉料为Mo粉时，熔渗剂选取Al、Bi、Cu、Ag、Sn或Zn ；当骨架粉料为Ni粉时，熔渗剂选取Bi、Cu、Pb、Mg、Hg或kg ；当骨架粉料为Si粉时，熔 渗剂选取Cu、Sb或Sn ；当骨架粉料为Cu粉时，熔渗剂选取Sb、Bi、Pb、Hg、Zn或Sn ；当骨架 粉料为W粉时，熔渗剂选取Al、Bi、Ca、Cu、Au、Ni、Pb或kg ；当骨架粉料为WC合金粉时，熔 渗剂选取Co、Cu、Fe、Ni或Ag ；当骨架粉料为Ag粉时，熔渗剂选取Bi或Hg ；当骨架粉料为 Pt粉时，熔渗剂选取Au或Ag ；当骨架粉料为TiC合金粉时，熔渗剂选取Co、Cu、Fe或Ni。本专利技术的原理是一次烧结后的骨架因孔隙率不够，因此直接进行熔渗时，获得的 熔渗合金中熔渗剂的含量有限；当将一次骨架按一定的粒度粉碎后，再次烧结，其孔隙率增 加，且孔隙分布均勻，综合性能更好。本专利技术的方法通过将一次骨架粉碎再烧结，不仅提高了骨架的孔隙率，而且能够 使二次骨架的孔隙分布更均勻，二次骨架坚固不易坍塌；采用上述方法获得的熔渗合金具 备了更好的综合性能，组织均勻、密度高。本专利技术的方法工艺简单、易于实施、具有良好的应 用前景。附图说明图1为本专利技术的骨架粉料的密集堆垛结构示意图。图2为本专利技术的二次粉体的密集堆垛结构示意图。图3为本专利技术实施例1中的一次骨架电子显微照片图。图4为本专利技术实施例1中的二次骨架电子显微照片图。具体实施例方式本专利技术实施例中采用的骨架粉料和熔渗剂的重量纯度大于99. 9%。本专利技术实施例中熔渗时采用的真空烧结炉型号为VS-100H。本专利技术实施例中各次烧结的烧结温度在该金属熔点温度Tm的0. 6 0. 8倍范围 内。本专利技术实施例中各骨架粉料的粒度为80 250目。本专利技术实施例中进行熔渗时，熔渗剂的加入量为二次骨架孔隙体积的101 105%。实施例1将平均粒度为150目的Cr粉置于容器中振实，在真空度为1 X 10_3Pa条件下加热 至1350°C，烧结时间为5h，获得一次骨架，其孔隙率为55%。将一次骨架采用机械法破碎至平均粒径为骨架粉料平均粒径的5倍，置于容器中 振实，在真空度为lX10_3Pa条件下加热至1350°C烧结，烧结时间为10h，获得二次骨架，其 孔隙率为74%。将二次骨架在真空度为3X10_3Pa的条件下，温度为1350°C条件下，加入液态金 属Cu进行熔渗，熔渗时间为10h，获得铜铬熔渗合金，其成分按重量百分比为Cu73.6%， Cr26. 4%，该合金的相对密度为99. 5%，电导率为32Ms/m，硬度为85Hv ；氧含量为260ppm， 氮含量为21ppm。根据国标，铜铬电触头表面不允许有裂纹、掉块和长度大于150iim的气孔、夹杂 等缺陷；不允许有划伤或大于等于1mm2的富集铬相或富集铜相；允许有三处大于或等于0. 5mm2而小于lmm2的富集相，但其相互距离应小于15mm2。经过检验，上述铜铬熔渗合金符 合国家电触头材料标准；富集铜相粒径为260 u m，富集铬相粒径为181 u m。一次骨架和二次骨架的电子显微照片分别如图3和图4所示，由图可知二次烧结 后的骨架孔隙率明显增大且孔隙分布均勻。实施例2采用的骨架粉料为A1粉，平均粒度为140目，将A1粉置于容器中振实，在真空度 为lX10_4Pa条件下加热至473°C烧结，烧结时间为10h，获得一次骨架，其孔隙率为51 % ； 将一次骨架机械破碎至平均粒径为骨架粉料平均粒径的6倍，置于容器中振实，在真空度 为1 X 10_4Pa条件下加热至470°C烧结，烧结时间8h，获得二次骨架，其孔隙率为71%。 将二次骨架置于真空烧结炉中，采用熔渗剂Pb在真空度1 X 10_4Pa条件下，温度高 于熔渗剂Pb熔点100°C条件下进行熔渗，熔渗时间为5h，获得Pb含量70%的熔渗PbAl合金实施例3采用的骨架粉料为Co粉，平均粒度为250目，将Co粉置于容器中振实，在真空度 为2X10_3Pa条件下加热至1055°C烧结，烧结时间8h，获得一次骨架，其孔隙率为42% ；将 一次Co骨架机械破碎至平均粒径为骨架粉料平均粒径的8倍，置于容器中振实，在真空度 为2X10_3Pa条件下加热至1055°C烧结，烧结时间4h，获得二次骨架，其孔隙率为64%。将二次骨架置于真空烧结炉中，采用熔渗剂Pb在真空度2 X 10_3Pa条件下，温度高 于熔渗剂Pb熔点200°C条件下进行熔渗，熔渗时间为4h，获得Pb含量66%的熔渗PbCo合金。实施例4采用的骨架粉料为Mn粉，平均粒度180目，将Mn粉置于容器中振实，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次骨架熔渗合金材料的制备方法，步骤包括制备骨架，然后将骨架置于真空烧结炉中，采用熔渗剂在真空度１×１０↑［－４］～９×１０↑［－３］Ｐａ条件下，温度高于熔渗剂熔点１００～４００℃条件下进行熔渗，熔渗时间为２～１０ｈ；其特征在于所述的制备骨架按以下步骤进行：　　（１）将骨架粉料置于容器中振实，然后在真空度为１×１０↑［－４］～９×１０↑［－３］Ｐａ条件下，加热至烧结温度烧结，烧结时间２～１０ｈ，获得一次烧结骨架，再将一次骨架粉碎至平均粒径为原骨架粉料平均粒径的２～８倍，获得二次粉体；　　（２）将二次粉体置于容器中振实，然后在真空度为１×１０↑［－４］～９×１０↑［－３］Ｐａ条件下，加热至烧结温度烧结，烧结时间２～１０ｈ，制成二次骨架。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：佟伟平，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]