[发明专利]一种大规格弥散铜棒材的制备方法

说明书

本发明公开了一种大规格弥散铜棒材的制备方法，包括按照所需设计的大规格弥散铜棒材原料配比，分别称取各原料，将原料装入真空感应熔炼炉中的陶瓷坩埚中，对真空感应熔炼炉进行抽真空并加热，使用电磁搅拌装置不断搅拌；然后使用雾化制粉设备制备合金粉末；将合金粉末装入密闭容器，并在氮气气氛保护下加热进行内氧化；将内氧化合金粉末装入金属包套中，经加热除气后，在或氮气气氛下进行热等静压烧结，得到合金铸锭；将合金铸锭放置在空气加热炉中加热，后置入热挤压设备中，热挤压成型后即得大规格弥散铜棒材；本发明工艺合理，通过本发明制备的大规格弥散铜棒材具有优异的物理性能，能够广泛应用于医疗x射线球管轴承套的制备。

技术领域

本发明涉及金属冶炼技术领域，具体涉及一种大规格弥散铜棒材的制备方法。

背景技术

X射线球管,对于每一个从事放射工作的人员来说并不陌生，灯丝通过电流，产生的电子在外加高压系统产生的强大磁场作用力的驱动下高速溢出，轰击到球管靶面产生了X射线，这就是球管的原理。球管是高科技条件下有严格工艺程序的产物这是毋庙置疑的。稳定、高质量的产生决定了球管内部封装必须要达到高气密性的真空状态，X射线球管轴承套是X射线球管的主要组成构件，由于X射线球管的高精密性，也对X射线球管轴承套提出来更高的工艺要求，由于弥散强化铜合金材料具有强度高、耐磨性好、电导率高，因而被作为X射线球管轴承套制备的首选材料。

但是传统的弥散强化铜合金铜合金材料中，由于Al₂O₃纳米粒子的存在，导致弥散强化铜合金铜合金热轧加工时容易开裂，且晶相分布不均匀。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种晶相分布均匀、加工性能优异的用于医疗x射线球管轴承套的大规格弥散铜棒材的制备方法。

本发明的技术方案为：一种大规格弥散铜棒材的制备方法，包括以下步骤：

S1、配料：按照所需设计的大规格弥散铜棒材原料配比，分别称取电解铜板和电解铝板作为原材料；其中，原料中各元素质量百分比为Al：0.6％，余量为Cu；

S2、熔炼、制粉；先将步骤S1的电解铜板和电解铝板分别装入真空感应熔炼炉中的陶瓷坩埚中，对真空感应熔炼炉进行抽真空至真空度达到10^-3Pa～10^-1Pa，中频感应加热至温度达到900～1200℃，使原材料处于熔融状态，并使用电磁搅拌装置不断搅拌；然后使用雾化制粉设备制备合金粉末，合金粉末冷却后进行收集、筛分，筛分出-150～-50目的合金粉末，备用；

S3、内氧化：将步骤S2的合金粉末装入密闭容器，并在氮气气氛保护下加热到700℃～900℃进行1～2h内氧化，形成内氧化合金粉末，备用；

S4：热等静压：将步骤S3的内氧化合金粉末装入金属包套中，经加热除气后，在或氮气气氛下进行热等静压烧结，热等静压烧结压力为60～100MPa，温度为800～1000℃，时间为0.5～1.5h，热等静压完成后脱除包套，得到合金铸锭，备用；

S5：热挤压：将步骤S4的合金铸锭放置在空气加热炉中加热，加热炉内温度为380℃～520℃，当合金铸锭温度达到300℃～450℃后，置入热挤压设备中，控制挤压筒温度400℃～450℃，挤压速度为0.4～0.8mm/s，热挤压成型后即得大规格弥散铜棒材。

进一步地，步骤S2中，雾化制粉设备制备合金粉末过程中，对雾化制粉设备的熔炼室和雾化室预抽真空，当真空度达到10^-2～10^-1Pa时，向熔炼室和雾化室充入惰性气体保护，雾化制粉设备的气流压力范围在2.5～4MPa，使得熔融状态的原材料被雾化制粉设备雾化喷嘴产生的气流击碎并凝固形成合金粉末，大大提高合金粉末粒度的均一性。