【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钨铜复合材料领域；更具体地说，是涉及一种双峰结构增强钨铜合金及其制备方法。
技术介绍
1、纯铜材料被广泛应用于电子信息、电力设备、轨道运输等领域。纯铜的导电性很好，大量用于制造电线、电缆、发电机等；导热性好，常用来制造须防磁性干扰的磁学表盘仪器，如罗盘、航空仪器仪表等；塑性极好，易于热压和冷压力加工，可以制成铜线、铜条、铜板、铜箔等铜材。然而纯铜也存在许多缺点，如强度低、硬度小、耐磨性差等缺点，这些缺点限制了其在工业中更为广泛地应用。
2、钨铜合金是一种由体心立方结构的钨颗粒和面心立方结构的铜粘结相组成的既不互相固溶也不形成金属间化合物的一种复合材料。因此，它既具有钨的高强度、高硬度、低膨胀系数等特性，同时又具有铜材料的高塑性、良好的导电性和导热性等特性，这些特有的综合性能使钨铜合金得到广泛的应用。现有技术中，采用粉末冶金法或者熔渗法制备钨铜合金。
3、中国专利文献cn109280833a公开了一种钨铜复合材料的制备方法，其是将钨粉、铜粉、碳纳米管以及粘结剂采用注射成形，脱脂，氢气氛围中烧结，获得高导电导热的钨铜复合材料；按质量百分数计，钨74～84.8％，铜15～25％，碳纳米管0.2～1％；所述粘结剂包括：石蜡60～70％，高密度聚乙烯10～16％，乙烯-醋酸乙烯共聚物15～20％，硬脂酸1～4％，抗氧剂0～0.5％。
4、中国专利文献cn111250720a公布了一种制备钨铜复合材料的方法，其采用等离子体分别加热熔化并雾化纯铜与纯钨，再经雾化沉积制得不同w(钨)含量的钨铜复
5、综合文献分析可知，目前钨铜合金制备大多采用单一粒度的w粉为原料，再经球磨混合铜粉，压制烧结制得钨铜合金；或以单一粒度的w粉为原料，再经压制骨架，渗铜制得钨铜合金。此类采用单一粒度w粉制备钨铜合金的方法，常会对合金导电率、致密度等性能的提升产生限制作用。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是提供一种提升钨铜合金的致密度、导电导热等综合性能的双峰结构钨铜合金及其制备方法。
2、为了实现上述主要目的，本专利技术的第一方面公开了一种双峰结构增强钨铜合金的制备方法，包括以下步骤：
3、⑴将水溶性钨盐、水溶性铜盐以及粗颗粒钨粉按预定比例加入到溶剂中，得到悬浮液；
4、⑵将上述悬浮液在喷雾热解炉中进行雾化热解，制得含有粗颗粒钨粉和钨-铜氧化物的复合粉末；
5、⑶将上述复合粉末在氢气炉中进行原位还原，得到含有粗颗粒钨粉和细颗粒钨粉的钨铜复合粉体材料；其中，细颗粒钨粉和铜粉相互耦合，并均匀分布在粗颗粒钨粉表面；
6、⑷将上述钨铜复合粉体材料压制成生坯后烧结，得到钨晶粒具有双峰结构的钨铜合金材料。
7、钨与铜元素密度相差大，采用传统球磨工艺处理时两种元素易产生分层现象，导致元素分布不均匀。本专利技术的制备方法中，采用粗颗粒钨粉、可溶性钨盐、可溶性铜盐为原料制得悬浮液，经溶液喷雾热解、原位还原得到钨、铜元素分布高度均匀的细颗粒钨铜复合粉末，复合粉末中细颗粒钨粉和铜粉相互耦合，并包覆或均匀分布在预先添加的粗钨颗粒表面，获得以粗颗粒钨粉为核、以喷雾热解原位还原工艺制得的细颗粒钨铜复合粉末为壳的核壳结构，有利于改善w与cu元素的分布均匀性，进而提升钨铜合金的致密度、导电导热等综合性能。
8、优选的，粗颗粒钨粉的平均粒度为3μm～15μm，细颗粒钨粉的平均粒度为0.2μm～1.5μm，更优选为0.6μm～1.0μm。
9、根据本专利技术的一种具体实施方式，溶剂为去离子水、无水乙醇中的任意一种或两种；钨盐为偏钨酸铵和/或仲钨酸铵中的任意一种或者两种。
10、根据本专利技术的一种具体实施方式，铜盐可为选自硝酸铜、硫酸铜、醋酸铜和氯化铜中的至少一种。
11、优选的，步骤⑵中控制喷雾热解炉的进料口温度为150～300℃，热解温度为500～700℃，热解气氛为选自氮气、氩气的一种或两种保护性气氛。
12、优选的，步骤⑶中控制原位还原的升温速率3～10℃/min，保温温度为800～1100℃，保温时间为0.5～3h。
13、优选的，步骤⑷中采用双向模压或冷等静压的方式得到生坯，压制压力为50～500mpa，压制时间为10～30s，保压时间为15～30s。
14、优选的，步骤⑷中控制生坯的烧结温度为1100～1350℃，升温速率为5～10℃/min，保温时间为1～3h，烧结气氛为还原性气氛或惰性气氛。其中，还原气氛为氢气和/或甲烷，所述惰性气氛为氩气和/或氮气。
15、为了实现上述主要目的，本专利技术的第二方面提供了一种双峰结构钨铜合金材料，由铜的质量分数为5～50wt.％的钨铜复合粉体材料烧结得到；其中，钨铜复合粉体材料包括质量分数比例为1～5:1的粗颗粒钨粉与细颗粒钨粉，细颗粒钨粉与铜粉相互耦合并均匀分布在粗颗粒钨粉表面。
16、本专利技术的钨铜合金由双峰钨铜复合粉体压制成生坯后烧结而成，细颗粒钨粉和铜粉相互耦合，并均匀分布在粗颗粒钨粉表面，形成细颗粒钨粉和铜粉包覆粗颗粒钨粉的结构。降低了界面热阻，强化了界面结合，提高了材料的致密度、耐磨性和导电导热等性能。进一步地，使得钨铜复合材料液相烧结过程中颗粒重排所需得驱动力更小，降低了钨铜复合材料的烧结温度，减小了生产能耗。
17、为了更清楚地说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。
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1.一种双峰结构钨铜合金的制备方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述粗颗粒钨粉的平均粒度为3μm～15μm，所述细颗粒钨粉的平均粒度为0.2μm～1.5μm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述溶剂为去离子水、无水乙醇中的任意一种或两种；所述钨盐为偏钨酸铵、仲钨酸铵中的任意一种或者两种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述铜盐为选自硝酸铜、硫酸铜、醋酸铜和氯化铜中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，步骤⑵中控制喷雾热解炉的进料口温度为150～300℃，热解温度为500～700℃，热解气氛为选自氮气、氩气的一种或两种保护性气氛。
6.根据权利要求1所述的制备方法，步骤⑶中控制原位还原的升温速率3～10℃/min，保温温度800～1100℃，保温时间0.5～3h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，步骤⑷中控制生坯的烧结温度为1100～1350℃，升温速率为5～10℃/min，保温时间为1～3h，烧结气氛为还原性气氛或惰性气氛。
8.根据权利
9.一种双峰结构钨铜合金材料，由铜的质量分数为5～50wt.％的钨铜复合粉体材料烧结得到；其中，钨铜复合粉体材料包括质量分数比例为1～5:1的粗颗粒钨粉与细颗粒钨粉，细颗粒钨粉与铜粉相互耦合并均匀分布在粗颗粒钨粉表面。
10.根据权利要求9所述的双峰结构钨铜合金材料，由权利要求1-8任一项所述的制备方法得到。
...【技术特征摘要】
1.一种双峰结构钨铜合金的制备方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述粗颗粒钨粉的平均粒度为3μm～15μm，所述细颗粒钨粉的平均粒度为0.2μm～1.5μm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述溶剂为去离子水、无水乙醇中的任意一种或两种；所述钨盐为偏钨酸铵、仲钨酸铵中的任意一种或者两种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述铜盐为选自硝酸铜、硫酸铜、醋酸铜和氯化铜中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，步骤⑵中控制喷雾热解炉的进料口温度为150～300℃，热解温度为500～700℃，热解气氛为选自氮气、氩气的一种或两种保护性气氛。
6.根据权利要求1所述的制备方法，步骤⑶中控制原位还原的...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭圣达，李宇涛，刘柏雄，张建波，李滨，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：
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