一种Cu-A1₂O₃纳米弥散强化合金及其制备方法

摘要

一种Cu-Al2O3纳米弥散强化合金及其制备方法。包括Cu-Al合金真空熔炼、雾化、筛分、内氧化、氢气还原、真空热压、包套热挤压等工序。本发明提供的合金与无氧铜相比，其σ0.2比无氧铜高2～6倍，抗退火软化温度可高达900℃以上，而导电率可达96％IACS及以上，本发明工艺方法简单、所制得的Cu-Al2O3纳米弥散强化合金具有高强度、高导电、抗退火、无磁、电导率高于96％IACS的优良性能，其合金不但可应用于大规模集成电路引线框架、受控热核反应热沉部件的制造，还特别适合于微波管栅网、惯性仪表传感器、粒子加速器等高精密件的制造。

主权项

一种Cu-Al2O3纳米弥散强化合金的制备方法，包括下述步骤：(1)Cu-Al合金真空熔炼将电解铜烘干后在真空炉中熔化，真空度1×10-1Pa～1×10-2Pa；熔化温度1150℃～1250℃，按最终合金含0.03～0.07wt％Al2O3的比例加入0.016～0.037wt％铝，熔匀后形成Cu-Al合金熔体；(2)雾化将(1)步所获Cu-Al合金熔体加热到1300℃～1350℃，于雾化装置中，以大于6×105Pa高纯N2气将Cu-Al合金熔体雾化成Cu-Al合金粉末；(3)筛分将(2)步雾化所得的Cu-Al合金粉末破碎，筛分，取70～100μm粒度的粉末作内氧化合金粉使用；(4)内氧化将(3)步筛分所得的Cu-Al合金粉末和氧化剂混料，氧化剂为Cu2O，配料经充分混料后，装入密闭容器中，并在N2保护的条件下加热到850℃～950℃进行0.5～1h的内氧化，形成Cu-CuO-Al2O3合金粉；配料比例按公式n＝8C2m/9C1计算；式中n-氧化剂质量，m-Cu-Al合金粉质量，C1-Cu-Al合金粉中Al质量含量，C2-氧化剂中氧质量含量，(5)氢气一次还原将(4)步内氧化后的Cu-CuO-Al2O3合金粉破碎、筛分，取70～100μm粒度的粉末，于氢气还原炉内还原，得Cu-Al2O3合金粉；还原条件为：温度800℃～900℃，时间0.5～1.5h；还原的氢气为高纯氢，露点为-40℃以下；(6)冷等静压将(5)步所得Cu-Al2O3合金粉混合料进行冷等静压，控制压坯的密度在60～80％范围内；(7)氢气二次还原将(6)步压制好的坯锭封装在两端设有纯铜连通管的纯铜包覆壳体内，于氢气还原炉内进行还原，还原条件为：温度800℃～900℃，时间0.5～1.5h；封住一端后，抽真空，当真空度达到5×10-2Pa后，封住另一端；(8)热挤压在N2保护条件下将(7)步所得坯锭加热至850～950℃，热挤压成棒材；热挤压时的挤压比应大于30∶1。