[发明专利]一种氧化铝弥散铜合金点焊电极帽的模压成形制备方法

说明书

一种氧化铝弥散铜合金点焊电极帽的模压成形制备方法，属于粉末冶金新材料技术领域。所述方法如下：采用水雾化法制备Cu‑Al合金粉末；将Cu‑Al合金粉末与氧化剂Cu₂O混合，在Ar气气氛中进行内氧化，然后在H₂气氛中将多余的氧化剂Cu₂O还原，得到Cu‑Al₂O₃粉末；采用模压成形压制，将Cu‑Al₂O₃粉末压制成点焊电极帽；将点焊电极帽在分解氨气氛中烧结。本发明大大简化了传统氧化铝弥散铜合金点焊电极帽的制备流程，提高了生产效率，节约了制造成本。同时解决了传统粉末冶金工艺和变形加工工艺无法制备高氧化铝含量弥散铜合金点焊电极帽的缺点，提高了弥散铜中氧化铝弥散相的含量，进而提高弥散铜点焊电极的使用寿命。

技术领域

本发明属于粉末冶金新材料技术领域，具体涉及一种氧化铝弥散铜合金点焊电极帽的模压成形制备方法。

背景技术

点焊是一种高效率、操作简单、易实现机械化和自动化的常用电阻焊之一，广泛应用于汽车工业的镀覆钢板的焊接，具有焊接效率高的优点。制作点焊电极的传统材料主要是Cu-ETP、Cu-Zr、Cu-Zr-Nb、Cu-Cr、Cu-Cr-Zn和CuNi₂Si等铜及铜合金，其中以Cu-Cr、Cu-Cr-Zr合金使用最广泛，主要用于低碳钢、镀覆钢、合金钢和不锈钢的焊接，还可用作电阻焊机的附件材料，如机臂、转动轴等。这类材料用于点焊电极时，经常发生热塑变镦粗、电磨损、与被焊钢板粘接等失效形式，影响焊点质量并降低生产率。为解决这一难题，研制具有高的高温强度和软化温度，同时具备高导电性的新型点焊电极材料成为急需。

Al₂O_3p/Cu合金是以细小Al₂O₃颗粒为强化相的铜基复合材料，也被称为弥散硬化铜。由于弥散相粒子的钉扎作用阻碍了位错的移动，从而强化了基体，并提高了材料的再结晶温度。正是由于此材料具有高导热率、高导电率和优良的高温强度、高温抗蠕变性能、耐磨性能好等优点，所以引起人们广泛的研究兴趣。目前，Al₂O_3p/Cu已应用在微波管结构材料上，并有望将此材料应用于电阻焊电极头、转换开关和代银触头、水平连铸结晶器、集成电路IC引线框架等。因此，国内外对此材料的研究近期十分活跃。但是，由于制备工艺复杂、控制难度高、成本高、不能制造大尺寸及形状复杂的零件，所以这种材料基本上仍处于实验室阶段。发展新的技术以简化工艺、降低成本、提高效率、扩大生产规模，成为一个十分重要的任务。

传统的点焊电极帽的制备工艺主要采用粉末冶金和变形加工工艺，经过压制-烧结-冷热变形加工制备出铜合金的棒材，然后冲压成相应尺寸的点焊电极帽，可以看出传统的点焊电极帽的制备工序复杂，成本较高，并且对于氧化铝含量较高的散铜电极无法采用传统的冲压工艺。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统的点焊电极帽的制备工序复杂，成本较高的问题，提供一种氧化铝弥散铜合金点焊电极帽的模压成形制备方法，该方法采用模压近净成形，直接压制出相应尺寸的点焊电极帽然后进行烧结，直接制备出符合点焊要求的高性能氧化铝弥散铜合金点焊电极帽，大大简化了制备工序，降低了生产成本。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种氧化铝弥散铜合金点焊电极帽的模压成形制备方法，所述的方法具体步骤如下：

步骤一：采用水雾化法制备Cu-Al合金粉末，其中，Al的质量百分含量为0.1%~5.0%；

步骤二：将Cu-Al合金粉末与氧化剂Cu₂O混合，其中，氧化剂Cu₂O占总混合物的的质量百分数为1~18%，在Ar气气氛中进行内氧化，然后在H₂气氛中将多余的氧化剂Cu₂O还原，还原后得到Cu-Al₂O₃粉末；