本发明专利技术涉及一种Al2O3/Cu复合材料的制备工艺，所制备的Al2O3/Cu复合材料可应用于电力、电子、机械等工业领域，特别适用于电阻点焊领域。所需原料为Al2O3粉，基体材料为铜。制备工艺为首先采用化学镀的方法对Al2O3进行表面镀铜处理，然后将镀好的Al2O3粉与高纯度铜粉均匀混合成粉末，再冷压成坯，最后在保护气氛下烧结得到Al2O3/Cu复合材料。采用这种工艺制备Al2O3/Cu复合材料，制备工艺简单，制备的材料强度硬度高、导热导电性能好，特别适于作为镀锌钢板等低熔点镀层钢板的点焊电极，焊接质量好、电极焊接寿命长。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种A1203/CU复合材料的制备工艺，属于金属-陶瓷复合材料范围，弥散强化材料领域。
技术介绍
弥散强化铜合金是一类具有优良综合物理性能和力学性能的结构功能材料，广泛的应用于电力、电子、机械等工业领域，可用做电气工程开关触桥、连铸机结晶器内衬、集成电路引线框架、大功率异步牵引电动机转子、电气化铁路接触导线、热核实验反应堆偏滤器垂直靶散热片、高脉冲磁场导体材料等，并在这些领域有着其他材料不可替代的优势。 A1203/Cu复合材料在高温下具有较强的抗氧化性能，具有较高的软化温度(1000K)，可以在不过多牺牲热导率和电导率的前提下，改善铜的力学性能，尤其是耐热稳定性。因此，采用 A1203/Cu复合材料制备的点焊电极抗软化温度高、不易发生合金化和变形、焊点质量好，特别适用于镀锌钢板和铝合金等低熔点镀层钢板的电阻点焊。涉及A1203/CU复合材料制备方法的专利很多，公开号为CN94112582. 3的专利公开了一种弥散强化铜电阻焊电极的制备方法，该专利选用Al2O3含量为0. 5wt% -3wt% 的Al2O3与Cu的混合粉末在球磨机中机械合金化，然后在3-17T/cm2的压力下冷压成坯， 750°C-850°C热挤压成棒材。公开号为CN00122913.3含有氧化物弥散强化铜的铬锆铜棒材生产工艺方法也采用这种方法进行A1203/CU复合材料的制备，然后将A1203/CU复合材料铸造在铬锆铜中，经热挤压形成棒材。Al2O3与Cu的润湿性差、密度差异较大，上述技术采用常规的熔炼和机械合金化等制备方法只是对粉末的机械混合，Al2O3与Cu的显微结合很差、 Al2O3在铜基体上达不到均勻分布的效果，制备的A1203/Cu复合材料性能较差，工业化应用的前景不大。内氧化法虽然解决了 Al2O3在铜基体上分布的均勻性问题，但内氧化法制备工艺复杂，对设备和工艺的要求高，成本大，极大的限制了该方法的应用。与上述专利相比，本专利技术采用化学镀的方法对Al2O3增强颗粒进行表面镀铜处理、从根本上解决了 Al203/Cu复合材料在制备过程中的关键技术问题，不仅简化了 A1203/CU复合材料的制备工艺，还提高了 A1203/Cu复合材料的综合性能。制备的点焊电极性能优异，焊接寿命长。
技术实现思路
针对上述技术目的，本专利技术从现有技术中存在问题的本质入手，对Al2O3增强颗粒进行表面化学镀铜处理，不仅解决了 Al2O3陶瓷颗粒与铜基体的界面相容性问题，还减小了 Al2O3与Cu的密度差异。本专利技术的技术方案为一种Al203/Cu复合材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤(1)准备材料选用粒度为0. 5-5 μ m的Al2O3粉与1-50 μ m的电解铜粉，Al2O3的含量为 0. 5wt% -2. 5wt% ；3(2)制备a)、镀铜对上述Al2O3颗粒进行表面化学镀铜处理；b)、压制将处理后的Al2O3与电解铜粉均勻混合，然后冷压制坯；c)、烧结将所制生坯在保护气氛中进行烧结。进一步的技术方案还包括所述步骤a)镀铜还包括镀前预处理，所述镀前预处理的步骤依次为分散-碱洗-粗化-敏化-活化，Al2O3粉末经预处理后，再进行表面化学镀铜处理。上述的Al2O3粉末镀前预处理具体为先将Al2O3在2. 5g/L的阴离子型表面活性剂溶液中进行颗粒分散，然后在NaOH水溶液中进行碱洗，在盐酸水溶液中进行粗化，再在 SnCl2盐酸水溶液中敏化，最后采用PdCl2盐酸水溶液在恒温条件下进行活化，预处理的每个步骤结束后均需清洗Al2O3粉末，以去除表面的残留溶液。用来化学镀铜的溶液成分如下CuSO4 · 5H20 3-7g/L ；EDTA-2A5_15g/L ；NaOH5_15g/L ；甲醛5_15ml/L;pH 值11-13;稳定剂。所述烧结工艺为在氩气或氮气保护氛围下，在840°C _960°C烧结1H。冷压压坯的压制力选为1. 5T/cm2-7. 5T/cm2。本专利技术的有益效果是1、制备工艺简单、成本低、易于操作和工业化生产。2、制备的Al203/Cu复合材料综合性能优异，具有较高的密度和显微维氏硬度，并且具有良好的导电性能。附图说明图1是本专利技术的工艺流程示意图。 具体实施例方式下面结合附图及具体实施方式，对本专利技术作进一步的介绍以镀锌钢板的电阻点焊电极为例，选用粒度为0. 5-5 μ m的Al2O3粉(杂质含量不超过0. Wt)与1-50 μ m的高纯度电解铜粉，Al2O3的含量为2wt%。(I)Al2O3粉末化学镀铜1)、镀前预处理先将Al2O3在2. 5g/L的阴离子型表面活性剂溶液中进行颗粒分散，然后在NaOH水溶液中进行碱洗，在盐酸水溶液中进行粗化，再在SnCl2盐酸水溶液中敏化，最后采用PdCl2盐酸水溶液在恒温条件下进行活化，预处理的每个步骤结束后均需清洗Al2O3粉末，以去除表面的残留溶液。2)、对Al2O3粉末颗粒表面进行化学镀铜，化学镀铜溶液的组成见表1，化学镀铜结束后，镀铜的Al2O3粉末可在氩气保护下，40°C烘干15min，密封保存。表1化学镀铜溶液本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种Ａｌ２Ｏ３／Ｃｕ复合材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：准备材料：选用粒度为０．５－５μｍ的Ａｌ２Ｏ３粉与１－５０μｍ的电解铜粉，Ａｌ２Ｏ３的含量为０．５ ｗｔ ％－２．５ｗｔ％；制备：ａ）、镀铜：对上述Ａｌ２Ｏ３颗粒进行表面化学镀铜处理；ｂ）、压制：将处理后的Ａｌ２Ｏ３与电解铜粉均匀混合，然后冷压制坯；ｃ）、烧结：将所制生坯在保护气氛中进行烧结。
【技术特征摘要】
1.一种A1203/CU复合材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤 准备材料选用粒度为0. 5-5μπι的Al2O3粉与1-50μπι的电解铜粉，Al2O3的含量为0. 5 wt %-2. 5wt% ； 制备a)、镀铜对上述Al2O3颗粒进行表面化学镀铜处理；b)、压制将处理后的Al2O3与电解铜粉均勻混合，然后冷压制坯；c)、烧结将所制生坯在保护气氛中进行烧结。2.根据权利要求1所述的Al2O3/Cu复合材料的制备工艺，其特征在于所述步骤a)镀铜还包括镀前预处理，所述镀前预处理的步骤依次为分散-碱洗-粗化-敏化-活化，Al2O3粉末经预处理后，再进行表面化学镀铜处理。3.根据权利要求2所述的Al2O3/Cu复合材料的制备工艺，其特征在于Al2O3粉末镀前预处理先将Al2O3在2. 5g/L的阴离子型表面活性剂溶液中进行颗粒分散，然后在NaOH水溶液...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱志华，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：发明
国别省市：32
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