[发明专利]一种非计量比TiC增强铜基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种非计量比TiC增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于，所述复合材料按质量比由1～5wt％非计量比TiC颗粒和余量的基体铜合金组成；所述基体铜合金为Cu-Ni-Sn-Si合金；

所述基体铜合金含有如下质量比的成分：7～8.5wt％Sn、0.15～0.4wt％Si、14.5～15.5wt％Ni、Fe≤0.3wt％、Zn≤0.3wt％、Mn≤0.12wt％、Nb≤0.08wt％、Pb≤0.02wt％、杂质≤0.5wt％、余量为Cu；

所述一种非计量比TiC增强铜基复合材料的制备方法,具体步骤如下：

(1)将Ti₂SnC和Ti₃SiC₂置于盛有清洗液的超声波清洗机中清洗，将清洗后的Ti₂SnC和Ti₃SiC₂晾干后与Cu粉末在充满氩气的球磨罐中进行球磨混合，即得混合粉体；

(2)将步骤(1)中所制备的混合粉体进行冷压制坯和真空烧结处理，即得TiC/Cu中间体材料；

(3)将Cu置于快速凝固的真空感应熔炼炉中，待Cu完全熔化后，再将Ni、TiC/Cu中间体材料、Sn及Si依次加入到真空感应熔炼炉中，将真空感应熔炼炉进行保温处理直至真空感应熔炼炉中的材料完全熔化，即得混合液体；

(4)在陶瓷管内径为4.5～6.5mm、喷嘴气体间隙0.5～1.5mm、氮气气体流量为20～35m³/h、温度为1250～1400℃的条件下对步骤(3)中所得的混合液体进行气雾化处理，即得非计量比TiC/Cu-Ni-Sn-Si粉体材料，将所制备的非计量比TiC/Cu-Ni-Sn-Si粉体材料过300目筛，即得预合金粉；

(5)将步骤(4)中所得的预合金粉置于盛有清洗液的超声波清洗机中清洗，将清洗后的预合金粉进行球磨、冷压制坯、真空烧结、挤压和热处理后，即得TiC/Cu基复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种非计量比TiC增强铜基复合材料的制备方法,其特征在于：所述步骤(1)中Ti₂SnC和Ti₃SiC₂的粒度均小于20μm；将步骤(1)中的球磨罐置于转速为100～250r/min的条件下球磨8～16h。

3.根据权利要求1所述的一种非计量比TiC增强铜基复合材料的制备方法,其特征在于：所述步骤(2)中将冷压制坯后的混合粉体置于温度大于1000℃且充满氩气的烧结炉中烧结1～1.5h。

4.根据权利要求1所述的一种非计量比TiC增强铜基复合材料的制备方法,其特征在于：所述步骤(3)中快速凝固的真空感应熔炼炉的真空度高于10^-3Pa，冷却速度大于5×10³K/s。

5.根据权利要求1所述的一种非计量比TiC增强铜基复合材料的制备方法,其特征在于：所述步骤(5)中将冷压制坯后的预合金粉置于温度为800～950℃且充满氩气的烧结炉中烧结0.5～1.5h；所述步骤(5)中的挤压比为2.5:1。

6.根据权利要求1所述的一种非计量比TiC增强铜基复合材料的制备方法,其特征在于：所述热处理包括固溶处理和时效处理，固溶处理的温度介于800～850℃，固溶处理的时间为0.5～1h；时效处理的温度介于350～400℃，时效处理的时间介于1～4h。