[发明专利]一种利用梯度铜钨合金粉末制备铜钨梯度功能材料的工艺

说明书

本发明提供了一种利用梯度铜钨合金粉末制备铜钨梯度功能材料的工艺，具体包括：混粉基体的制备：混合带有不同比例成型剂的各个梯度铜钨粉末，得到含有不同比例成型剂的各个梯度铜钨粉末的混粉基体；压制：将混好的不同比例成型剂的各个梯度铜钨粉末的混粉基体根据需求分别倒入适合的模具中，在液压机上进行压制，得到各个成型工件；脱胶：进行烧结脱胶；烧结：将准备好的铜块放在不同梯度的铜钨坯块上，再在钼丝炉进行液相烧结；采用本发明方法进行铜钨梯度材料的制备，能够有效地降低材料成本及设备要求，进一步降低成本，提高材料性能，并且满足批量化生产。

技术领域

本发明涉及铜钨梯度功能材料的制备技术领域，具体涉及一种利用梯度铜钨合金粉末制备铜钨梯度功能材料的工艺。

背景技术

钨铜材料是由高熔点、高硬度的钨与高导电、高导热的铜构成，钨铜之间不相互固溶，因此钨铜材料被称为假合金。

钨铜复合材料是由两个理化性能相差较大的金属钨和铜组成的二相假合金，其各项性能可随组织的变化而变化，从梯度结构的方面考虑，其可以一端为具有高硬度、高熔点、高密度的钨或是含铜量较低的钨铜，而另一端则是具有优良导电导热性以及可塑性的铜或含铜量较高的钨铜，这样一来所形成的具有梯度结构钨铜复合材料就有了良好的特异性以及更为广阔的应用前景。

钨铜材料的优点是在性能上呈现出钨与铜这两种金属的本征物理性能，既具有钨的高强度、高硬度、低膨胀特征，又具有铜的高导电、高导热性能；因此该类材料被广泛应用于航天、航空、电子、电力、冶金、机械、民用器材等行业。

现有技术方案通过粉末冶金法制备铜钨合金，将含有不同比例铜钨的粉末进行热压压制，涉及热压、脱脂，及氢气烧结等多重工序，对于压制设备及烧结设备有一定要求，不适合批量化生产，且生产过程中材料成本及加工成本较高。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供了一种利用梯度铜钨合金粉末制备铜钨梯度功能材料的工艺，本发明方法能够降低材料成本及设备要求，进一步降低成本提高材料性能，并且满足批量化生产。

本发明的技术方案为：一种利用梯度铜钨合金粉末制备铜钨梯度功能材料的工艺，具体包括：

步骤一：混粉基体的制备

混合带有不同比例成型剂的各个梯度铜钨粉末，得到含有不同比例成型剂的混粉基体；

步骤二：压制

将混好的不同比例成型剂的各个梯度铜钨粉末的混粉基体根据需求分别倒入适合的模具中，在液压机上进行压制，得到各个成型工件；

步骤三：脱胶

将上述各个成型工件装炉，抽真空并维持真空在90～110Pa；以4～6℃/min进行升温至120℃，保温30min，以2～4℃/min进行升温至500℃，保温60min，以1～2℃/min进行升温至700℃，保温60min，以2～4℃/min进行升温至900℃，保温120min，然后关加热降温，＜100℃出炉，得到不同梯度的铜钨坯块；采用梯度升温处理的方式能够使得成型工件的密度缓慢增加，使得颗粒之间能够紧密接触直至形成紧密堆积的结构，从而使得脱胶处理更彻底；

步骤四：烧结

将准备好的铜块放在不同梯度的铜钨坯块上，再在钼丝炉进行液相烧结。

进一步地，所述步骤一具体步骤为：将不同梯度的铜钨粉末分别分批次放入混合机中，再分别向混合机中放入不同比例的成型剂，混合4～6h，得到各个梯度铜钨粉末的混粉基体，其中，成型剂所占铜钨粉末质量百分比为0.5～4.5％。