【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于粉末冶金，具体涉及一种氧化铝弥散铜的制备方法。
技术介绍
1、氧化铝弥散铜(又称氧化铝弥散强化铜，以下简称弥散铜)依靠复合强化手段在铜基体中原位自生纳米尺度的氧化铝强化相，在保持优异传导性能的同时，可以实现高温性能的突破，是目前高温力学性能最好的铜基材料。
2、现有的氧化铝弥散铜的制备方法是采用完全内氧化法，以铜铝合金为原始粉末，引入氧源，利用内氧化原理，使材料内的cu-al合金完全转化为cu-al2o3坯料(即弥散铜烧结坯)。随后，对cu-al2o3坯料进行热挤压，提升坯料的致密度。通过热挤压的方式，可以将内部孔隙压合，提高坯料致密度。热挤压的变形量与致密度的提高正相关，变形量越大，致密度提高越多。然而，cu-al2o3坯料中al2o3颗粒增强相虽然对cu基体具有良好的增强能力，但也会导致弥散铜烧结坯变形抗力大、塑性差、变形易开裂，即弥散铜烧结坯存在热挤压困难的问题，在有限的变形量下便发生开裂，造成最终产品的良率较低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种氧化铝弥散铜的制备方法，以解决弥散铜烧结坯的热挤压性能较差的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
3、一种氧化铝弥散铜的制备方法，包括：将铜铝合金和氧化亚铜混合，进行一次内氧化，生成部分内氧化烧结坯；对所述部分内氧化烧结坯进行热变形处理；将经过所述热变形处理的所述部分内氧化烧结坯进行二次内氧化，生成完全内氧化烧结坯。
4、本专利技术在一次内氧化
5、与传统方法相比，本专利技术方法可使热变形处理的条件更温和。例如，现有方法中，对直径为80mm的完全内氧化烧结坯进行热变形处理，需采用1200吨挤压机成形，采用本专利技术方法后，由于部分内氧化烧结坯的变形抗力较低，采用500吨挤压机即可挤压成形，降低了设备需求的同时实现了低碳环保。同时，现有方法进行热变形处理只能采用挤压成型工艺，并且由该工艺制备的产品良率较低，导致最终产品的良率较低。本专利技术方法热变形处理步骤的产品良率较高，进而可以提高最终产品的良率。此外，现有方法中热变形处理的对象是完全内氧化烧结坯，由于完全内氧化烧结坯的变形能力较差，只能采用三向压应力的挤压成形，采用热锻等其他变形工艺存在容易开裂的问题。采用本专利技术的方法，由于部分内氧化烧结坯变形能力的提升，变形抗力降低，可采用包括但不限于热锻成形的方式进行热变形处理，拓展热变形处理的工艺。
6、进一步地，在铜铝合金和氧化亚铜混合之后，所述方法还包括：使用冷等静压机将铜铝合金和氧化亚铜的混合粉体压实的步骤，随后进行一次内氧化。
7、作为进一步地改进，所述一次内氧化的温度为850-900℃，所述一次内氧化的时间为1-1.5h。由此，在上述一次内氧化的温度、时间条件下，可以保证材料内部达到冶金结合，同时减弱氧化亚铜的分解程度和氧气在铜基体内的扩散程度，使得铜铝合金中的铝原子不完全被内氧化，使烧结后的坯料包括铜铝合金和少部分的氧化铝，减少氧化铝的生成量；由于铜铝合金的变形能力优于cu-al2o3材料的变形能力，一次内氧化后得到的产品中氧化铝的含量较少，变形抗力较小，有利于进一步提高热挤压性能，易于进行热挤压成形。
8、进一步地，所述一次内氧化在惰性气体保护下进行，所述惰性气体的压力可以为3atm。所述惰性气体包括氮气。
9、作为进一步地改进，所述二次内氧化的温度为900-910℃，所述二次内氧化的时间为2-3h。由此，在该条件下，可以使烧结坯料进行充分的内氧化，使烧结坯料中剩余的铝原子全部氧化转化为氧化铝，提升氧化铝弥散铜的综合性能。
10、作为进一步地改进，所述热变形处理包括热挤压，所述热挤压的温度为900-910℃。由此，通过热挤压可以实现致密化。由于一次内氧化后得到的产品中氧化铝的含量较少，变形抗力较小，由此该步骤的产品良率较高，进而可以进一步提高最终产品的良率。
11、进一步地，所述热变形处理包括热锻造变形或热挤压变形。
12、作为进一步地改进，所述部分内氧化烧结坯的氧化程度为10％-90％，其中，所述部分内氧化烧结坯的氧化程度是指部分内氧化烧结坯中al2o3对应的铝原子含量与铜铝合金中铝原子含量的百分比，所述铝原子含量是指铝原子的摩尔量、质量或体积分数。
13、部分内氧化烧结坯的氧化程度是指部分内氧化烧结坯中al2o3对应的铝原子含量在铜铝合金中铝原子含量中的占比，部分内氧化烧结坯的氧化程度与导电率呈正相关，本专利技术中部分内氧化烧结坯的氧化程度采用以下方式测定：测量未发生内氧化时铜铝合金的导电率，此时内氧化程度为0。铜铝合金中的铝全部转化为氧化铝时，此时内氧化程度为100％，生成完全内氧化烧结坯，测量完全内氧化烧结坯的导电率，根据以上数据，得到内氧化程度与烧结坯导电率的关系式，测定待测部分内氧化烧结坯的电导率，并将其代入上述关系式中，计算得到待测部分内氧化烧结坯的氧化程度。
14、作为进一步地改进，所述部分内氧化烧结坯的氧化程度为30％-65％。
15、作为进一步地改进，在所述二次内氧化完成后，所述方法还包括：将所述完全内氧化烧结坯在氢气气氛中还原，得到氧化铝弥散铜。由此，可以使未参与反应的氧化亚铜与氢气发生还原反应，使氧化亚铜还原为铜。
16、进一步地，当加入的氧化亚铜中的氧含量与铜铝合金中的铝含量满足al2o3的化学计量比时，此时不需要进行上述还原步骤。也就是说，上述还原步骤可以根据氧化亚铜的加入量而调整，当加入的氧化亚铜中的氧可以与铜铝合金中的铝完全反应时，不需要进行上述还原步骤。当加入过量的氧化亚铜时，需要进行上述还原步骤，以去除过量的氧源。
17、进一步地，在所述二次内氧化完成后，所述方法还包括：将所述完全内氧化烧结坯进行冷变形处理，以进一步提升性能。所述冷变形处理为冷拔。
18、进一步地，所述氧化铝弥散铜中氧化铝的含量为0.2-1.2wt％。
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1.一种氧化铝弥散铜的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的氧化铝弥散铜的制备方法，其特征在于，所述一次内氧化的温度为850-900℃，所述一次内氧化的时间为1-1.5h。
3.根据权利要求1所述的氧化铝弥散铜的制备方法，其特征在于，所述二次内氧化的温度为900-910℃，所述二次内氧化的时间为2-3h。
4.根据权利要求1所述的氧化铝弥散铜的制备方法，其特征在于，所述热变形处理包括热挤压，所述热挤压的温度为900-910℃。
5.根据权利要求1所述的氧化铝弥散铜的制备方法，其特征在于，所述部分内氧化烧结坯的氧化程度为10％-90％，其中，所述部分内氧化烧结坯的氧化程度是指部分内氧化烧结坯中Al2O3对应的铝原子含量与铜铝合金中铝原子含量的百分比。
6.根据权利要求5所述的氧化铝弥散铜的制备方法，其特征在于，所述部分内氧化烧结坯的氧化程度为30％-65％。
7.根据权利要求1-6任一项所述的氧化铝弥散铜的制备方法，其特征在于，在所述二次内氧化完成后，所述方法还包括：将所述完全内氧化烧结坯在氢气
...【技术特征摘要】
1.一种氧化铝弥散铜的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的氧化铝弥散铜的制备方法，其特征在于，所述一次内氧化的温度为850-900℃，所述一次内氧化的时间为1-1.5h。
3.根据权利要求1所述的氧化铝弥散铜的制备方法，其特征在于，所述二次内氧化的温度为900-910℃，所述二次内氧化的时间为2-3h。
4.根据权利要求1所述的氧化铝弥散铜的制备方法，其特征在于，所述热变形处理包括热挤压，所述热挤压的温度为900-910℃。
5.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：李韶林，宋克兴，国秀花，王旭，冯江，皇涛，周延军，刘海涛，张学宾，张彦敏，张朝民，彭晓文，刘嵩，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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