铜基合金/不锈钢自组装复合粉体及其制备方法技术

铜基合金／不锈钢自组装复合粉体及其制备方法，涉及一种复合粉体材料。提供一种简单廉价的铜基合金／不锈钢自组装复合粉体及其制备方法。包括内核和外层，内核为不锈钢内核或铜基合金内核，外层为铜基合金层或为不锈钢层和铜基合金层复合层，所述不锈钢层和铜基合金层复合层是由不锈钢层和铜基合金层复合组成，不锈钢层在内层，铜基合金层在内层外。按质量百分比，按预先设定的铜基合金／不锈钢自组装复合材料的成分，称量铜、铁、铬各金属放入真空感应炉内的熔炼装置熔化；将熔化的合金液体倾倒于受液斗，在液体流入雾化室的瞬间，用惰性气体或水蒸汽吹之，即得铜基合金／不锈钢自组装复合粉体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种复合粉体材料，尤其是涉及一种铜基合金/不锈钢自组装复合粉体及其制 备方法。
技术介绍
随着半导体制品和精密仪器趋于小型化和功能化，粉体材料已经越来越多地被直接作为 功能材料使用，因而对粉体材料除了机械性能的要求以外，对其功能性的要求也越来越高。 因此，制备复合粉体从而实现粉体材料功能的多样性也成了目前粉体材料研究的一个热点。 铜基合金/不锈钢的复合粉体在电子、催化和粉末冶金领域有着广泛的应用前景(1、 M. Van Cleemput， H. Jones， M. Van Der Burgt， J隱R Barrau, J.A. Lee, Y.Eyssa, and H-J. Schneider-Muntau: Copper/stainless steel conductor for high field pulsed magnets. iV^义 5 (S4/wWen^a/w」216, 226(1996); 2、 W. Grunberger， M. Heilmaier, and L. Schultz: High-strength, high-nitrogen stainless steel —copper composite wires for conductors in pulsed high-field magnets.她&K Z饥 52， 154(2002))，但由于不锈钢与铜基合金性能上的差异，两种材料的复合是非常困难的， 一般 的方法是通过化学法制备出复合粉体。例如公开号为CN1548261的专利技术专利申请提供一种铜 包铁复合粉的制造方法，它是在搅拌的状态下，把还原铁粉迅速加入掺有稳定剂且pH值为 0.5 4.8的硫酸铜溶液中，继续搅拌2 10min，使铜完全包覆在铁粉颗粒的表面，即形成铜 包铁复合粉；让铜包铁复合粉沉降3 20min，去掉上清液，加清水洗涤，使其无酸性为止； 再经脱水干燥处理后，进行筛分；然后进行防氧化处理，进行混粉、检验、包装入库。本发 明可以使铜均匀、紧密、牢固地完全包覆于铁粉颗粒上，而且确保放置六个月不氧化，提高 其抗氧化性能。公开号为CN101116909的专利技术专利申请提供一种铜包铁复合粉的制备方法， 它包括如下步骤将含铜碱性蚀刻废液加入酸性蚀刻废液中，配制成溶液pH为2 4.5、铜 浓度为50 100g/L的原料液，将还原铁粉酸洗处理后加入带涡轮式搅拌的反应釜中，加水， 搅拌并顺次加入分散剂、缓蚀剂，均匀加入铜原料液，继续搅拌，使铜完全包覆在铁粉颗粒 的表面，得到铜包铁复合粉，进行抽滤，洗漆，离心脱水，防氧化处理，真空干燥，筛分后 得到最终产品。该专利技术的方法可使铜均匀、紧密、牢固地完全包覆于铁粉颗粒上，且放置六 个月不氧化，提高了其抗氧化性能。该专利技术制备的铜包铁粉，表面色泽亮，包覆率高，表面 包覆均匀、致密，且由于避免了使用硫酸铜，因此比以往的制造方法成本更低廉。但上述制备工艺比较复杂，并且工艺过程中原料损失严重，因而产业化受到很大限制。因此，寻找一 种简单而且廉价的铜基合金/不锈钢复合粉体的制备技术是十分重要的。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的制备铜基合金/不锈钢复合粉体的工艺比较复杂，工艺过程中 原料损失严重，产业化受到很大限制等问题，提供一种简单廉价的铜基合金/不锈钢自组装复 合粉体及其制备方法。本专利技术的技术方案是利用发展成熟的雾化法制粉工艺，制备出内核/外层(二层结构)或 内核/次外层/最外层(三层结构)的铜基合金/不锈钢复合粉体。同时利用液相调幅分解型合 金(即合金在液相中呈现两相分离)的性质，可以有效地控制复合粉体的内外组成相的成分， 从而实现了对复合粉体结构的可调控型设计，这种复合粉体在此称作自组装复合粉体。本专利技术所述的铜基合金/不锈钢自组装复合粉体包括内核和外层，内核为不锈钢内核或铜 基合金内核，外层为铜基合金层或为不锈钢层和铜基合金层复合层，所述不锈钢层和铜基合 金层复合层是由不锈钢层和铜基合金层复合组成，不锈钢层在内层，铜基合金层在内层外。不锈钢选自马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢等。按国家标准，按质量百分 比，马氏体不锈钢的成分为C: 0 1.20%， Cr: 13% 20%，可含Mo、 Ti、 Nb、 V、 Si、 Ni等中的至少一种，Mo、 Ti、 Nb、 V、 Si、 Ni等的总含量不超过3%，余为铁；奥氏体不锈 钢的成分为C<0.15%， Cr: 17% 19%， Ni: 8% 12%，可含Mo、 Ti、 Nb、 V、 Si等中 的至少一种，Mo、 Ti、 Nb、 V、 Si等的总含量不超过3M，余为铁；铁素体不锈钢的成分为 C<0.12%， Cr: 16% 18%，可含Mo、 Ti、 Nb、 V、 Si、 Ni等中的至少一种，Mo、 Ti、 Nb、 V、 Si、 Ni等的总含量不超过3X，余为铁。本专利技术所述的铜基合金/不锈钢自组装复合粉体的制备方法包括以下步骤1) 按质量百分比，按预先设定的铜基合金/不锈钢自组装复合材料的成分，称量铜、铁、 铬各金属放入真空感应炉内的熔炼装置熔化；2) 将熔化的合金液体倾倒于受液斗，在液体流入雾化室的瞬间，用惰性气体(最好为氩 气或氮气等)或水蒸汽吹之，即得铜基合金/不锈钢自组装复合粉体。真空感应炉的工作频率最好为150 250KHz。惰性气体或水蒸汽的流速尽可能快，以便 尽可能获得高的温度梯度(粉体中心与外层之间)。与现有的铜基合金与不锈钢复合粉体的制备方法相比，本专利技术采用简单的雾化法制粉工 艺，制备出铜基合金/不锈钢自组装复合粉体，其界面接触良好。同时利用液相调幅分解型合 金(即合金在液相中呈现两相分离)的性质，可以有效地控制复合粉体的内外组成相的成分， 从而实现了对复合粉体结构的可调控型设计。本专利技术适用于一切可通过液相调幅分解型合金(即合金在液相中呈现两相分离)来制备的复合粉体。 附图说明图1为合金Cu-44Fe-llCr (wt.%)相关系与温度示意图。在图1中，横坐标为铜的质量 分数(Cu/ wt.%)，纵坐标为温度(Temperature/K)，细线所示处成分即为Cu-44Fe-llCr(wt.%)。 该合金在1600 1750K的温度范围内，液相呈两相分离(Ll+L2)。图2为合金Cu-44Fe-llCr (wt.%)在Ll+L2区域内，两液相的体积分数与温度的关系 图。在图2中，横坐标为温度(Temperature/K)，纵坐标为液相体积分数(Volume fraction)。 线a所示为富铁相(不锈钢Fe-richphase)的体积分数，线b所示为富铜相(铜基合金Cu-rich phase)的体积分数。图3为合金Cu-32.8Fe-7.2Cr (wt.%)相关系与温度示意图。在图3中，横坐标为铜的质 量分数(Cu/wt.%)，纵坐标为温度(Temperature/K)，细线所示处成分即为Cu-32.8Fe-7.2Cr (wt.%)。该合金在1600 1750K的温度范围内，液相呈两相分离(Ll+L2)。图4为合金Cu-32.8Fe-7.2Cr (wt.%)在Ll+L2区域内，两液相的体积分数与温度的关 系图。在图4中，横坐标为温本文档来自技高网...

【技术保护点】
铜基合金／不锈钢自组装复合粉体，其特征在于包括内核和外层，内核为不锈钢内核或铜基合金内核，外层为铜基合金层或为不锈钢层和铜基合金层复合层，所述不锈钢层和铜基合金层复合层是由不锈钢层和铜基合金层复合组成，不锈钢层在内层，铜基合金层在内层外。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王翠萍，刘兴军，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：92[]