一种真空热压制备二硼化钛铜基复合材料的方法

技术领域

本发明属于铜基复合材料制备技术领域，具体涉及一种真空热压制备二硼化钛铜基复合材料的方法。

背景技术

随着航空航天、电力电子、军事工业的迅猛发展，对导电性能优良、强度高以及高温性能稳定的铜基材料需求越来越多。铜基复合材料克服了传统铜合金的某些缺点，大大提高了使用温度范围，较好地满足了这种需求，使铜基复合材料在近年来得到了较快发展。早在20世纪60年代就有研究者开展了向铜基体中加入增强体从而制备出铜基复合材料的研究，制得的材料既保持了铜基体优异的导电和导热性，又弥补了纯铜强度不足的缺点，最终获得了综合性能良好的铜基复合材料。常用的增强体陶瓷颗粒主要包括氧化物、碳化物、氮化物、硼化物，如Al

传统的粉末冶金原位反应法制备的TiB

发明内容

本发明的目的是提供一种真空热压制备二硼化钛铜基复合材料的方法，解决目前现有在制备的二硼化钛铜基复合材料中，铜基体与增强体界面结合弱导致的二硼化钛铜基复合材料的强度、硬度及其综合性能有待进一步提高的问题。

本发明所采用的技术方案是，

一种真空热压制备二硼化钛铜基复合材料的方法，具体按照如下步骤进行：

步骤1：按照原位反应TiB

步骤2：结合球形粉末混杂堆积理论对筛分后的球形TiB

步骤3：将坯料装在可加压石墨模具中，放入真空热压烧结炉内进行烧结，最终得到TiB

本发明的特点还在于，

步骤1中，筛粉具体为：将球形TiB

步骤2具体为：称量级配后的不同粒径复合粉末，然后将混杂粒径球形TiB

步骤3具体为：将坯料装在可加压石墨模具中，放入真空热压烧结炉内进行烧结，且烧结过程中真空度始终保持10

步骤3中，保压的时间控制为60-90min。

本发明的有益效果是，本发明一种真空热压制备二硼化钛铜基复合材料的方法，将球形TiB

附图说明

图1是本发明一种真空热压制备二硼化钛铜基复合材料的方法的TiB

图2是本发明一种真空热压制备二硼化钛铜基复合材料的方法中TiB

图3是本发明一种真空热压制备二硼化钛铜基复合材料的方法中TiB

图4是本发明一种真空热压制备二硼化钛铜基复合材料的方法中分离式石墨混合器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明一种真空热压制备二硼化钛铜基复合材料的方法进行详细说明。

一种真空热压制备二硼化钛铜基复合材料的方法，具体按照如下步骤进行：

步骤1：制备TiB

以Ti:B摩尔比为1:2计算中间合金所需Ti和B元素含量，按照原位反应TiB

采用如图4所示的分离式石墨混合器，将两类中间合金分别堆放在混合器熔炼坩埚中间挡板两侧，然后将内径为3～5mm的石墨导流管安装在混合漏斗底部定位孔中，并将混合器整体放入熔炼线圈内部，其次利用电动拔塞机构将测温热电耦、塞杆下降至坩埚底部小孔上方(孔径5～8mm)，微调塞杆位置将坩埚底部小孔密封，并将热电耦摆放在合适位置。采用三级泵抽系统对设备雾化室和熔炼室抽真空，当真空度低于1.0×10

打开雾化气体钢瓶阀门，并将多瓶气体汇聚在集气罐中，调节雾化气体减压阀压力至3～5MPa，然后在拔起坩埚中塞杆的同时打开雾化气体阀门与旋风分离收粉系统尾排阀门，采用超音速环孔型雾化器雾化复合材料熔体，将混合器内均匀混合的复合材料熔体破碎雾化，观察雾化器下端雾化锥特征，待雾化锥变暗后关闭进气阀门与尾排阀门，随炉冷却至室温，最终筛分收集三级收粉桶内的TiB

如图1所示，步骤2：通过振动筛粉机将球形TiB

步骤3：结合球形粉末混杂堆积理论计算不同粒径球形TiB

然后在四柱式油压机上进行预压制，压制压力大于300KN，保压20-40s形成TiB

步骤4：将坯料装在可加压石墨模具中，放入真空热压烧结炉内进行烧结，且烧结过程中真空度始终保持10

本发明一种真空热压制备二硼化钛铜基复合材料的方法，以球形TiB

本发明一种真空热压制备二硼化钛铜基复合材料的方法，将球形TiB

下面通过具体的实施例对本发明一种真空热压制备二硼化钛铜基复合材料的方法进行进一步详细说明。

实施例1

本发明一种真空热压制备二硼化钛铜基复合材料的方法，具体步骤如下：

步骤1：制备TiB

步骤2：通过振动筛粉机将球形TiB

步骤3：将称量好的TiB

步骤4：将压制好的坯料装在可加压的石墨模具中，并放入真空热压烧结炉内，先对真空热压烧结炉进行抽真空过程，排除炉内空气，真空度低于6.0×10

经上述工艺，本实施例对所制备的TiB

实施例2

本发明一种真空热压制备二硼化钛铜基复合材料的方法，具体步骤如下：

步骤1：制备TiB

步骤2：通过振动筛粉机将球形TiB

步骤3：将称量好的TiB

步骤4：将压制好的坯料装在可加压的石墨模具中，并放入真空热压烧结炉内，先对真空热压烧结炉进行抽真空过程，排除炉内空气，真空度低于6.0×10

经上述工艺，本实施例对所制备的TiB

实施例3

本发明一种真空热压制备二硼化钛铜基复合材料的方法，具体步骤如下：

步骤1：制备TiB

步骤2：通过振动筛粉机将球形TiB

步骤3：将称量好的TiB

步骤4：将压制好的坯料装在可加压的石墨模具中，并放入真空热压烧结炉内，先对真空热压烧结炉进行抽真空过程，排除炉内空气，真空度低于6.0×10

经过上述的工艺，本实施例对所制备的TiB

实施例4

本发明一种真空热压制备二硼化钛铜基复合材料的方法，具体步骤如下：

步骤1：制备TiB

步骤2：通过振动筛粉机将球形TiB

步骤3：将称量好的TiB

步骤4：将压制好的坯料装在可加压的石墨模具中，并放入真空热压烧结炉内，先对真空热压烧结炉进行抽真空过程，排除炉内空气，真空度低于6.0×10

经上述工艺，本实施例对所制备的TiB

实施例5

本发明一种真空热压制备二硼化钛铜基复合材料的方法，具体步骤如下：

步骤1：制备TiB

步骤2：通过振动筛粉机将球形TiB

步骤3：将称量好的TiB

步骤4：将压制好的坯料装在可加压的石墨模具中，并放入真空热压烧结炉内，先对真空热压烧结炉进行抽真空过程，排除炉内空气，真空度低于6.0×10

经过上述的工艺，本实施例对所制备的TiB

本发明一种真空热压制备二硼化钛铜基复合材料的方法，解决了现有制备技术极易引入杂质污染界面、导致铜基体与增强体界面结合弱的问题，本方法的工艺成熟，制备过程简单，制备成本较低且产品具有高导电率高硬度高致密度，孔隙率较低，综合性能较高。