高性能W-Cu復合材料制備新技術(shù)
由于W和Cu兩種材料的熔點相差較大,采用熔鑄方法很難使兩組元之間均勻熔化和熔合,傳統(tǒng)的W-Cu復合材料制備方法主要采用粉末冶金制備技術(shù):包括熔滲法、活化燒結(jié)法等。熔滲燒結(jié)時,液相Cu僅靠W骨架孔隙的毛細管作用滲入,銅凝固相不容易細小均勻;而高溫燒結(jié)又會使W顆粒聚集長大,最終形成粗大不均勻的組織。活化燒結(jié)法通常是在W粉中加入少量Fe、Ni、Co等活化劑,但活化劑的加入會顯著的降低W-Cu材料的電導率,同時活化燒結(jié)后鎢坯的收縮變形較大,并且其燒結(jié)率隨燒結(jié)溫度的不同而變化,鎢坯的密度不好控制,最終導致滲銅后W-Cu材料的化學成分偏差較大。這些組織的不致密與不均勻最終影響材料的關(guān)鍵性能如硬度、斷裂強度、電導率、熱導率等。 隨著科學技術(shù)的發(fā)展,對高比重W-Cu合金的成分、結(jié)構(gòu)形態(tài),強度、致密性以及尺寸穩(wěn)定性及變形能力等性能要求越來越高,急需制備技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。冷噴涂是近年發(fā)展起來的一種新型噴涂技術(shù),由于噴涂溫度較低,噴涂材料不易氧化,涂層能夠保持原始設(shè)計成分;另外熱影響小、熱殘余應(yīng)力低,能夠制備厚涂層及塊體材料。 然而研究發(fā)現(xiàn),采用兩組元或多組元機械混合粉體喂料制備冷噴涂復合涂層時,如果不同組元之間顆粒材料的特性相差較大,則它們的沉積行為及沉積難易程度就會各不相同,最終導致涂層中軟質(zhì)相含量較高、硬質(zhì)相含量偏低,使涂層偏離設(shè)計成分;即使通過提高混合粉體中硬質(zhì)相的相對含量也很難從根本上解決上述問題。本發(fā)明提供了一種以銅包鎢粉末為原料用冷噴涂技術(shù)制備鎢、銅復合材料的新方法。制備的復合材料沉積體無氧化,保持了與粉體喂料相同的組織結(jié)構(gòu);W和Cu兩相分布均勻,無偏聚,孔隙率低;硬質(zhì)相鎢含量比采用混合粉制備的涂層大幅度提高;而且還可以通過后續(xù)致密化處理使材料進一步致密化。 已申請專利:“一種制備高鎢含量、均勻致密W-Cu復合材料的方法”,中國發(fā)明專利申請?zhí)枺?01110329570.1.,專利申請時間:2011.10.26,專利公開日:2012.02.29
北京科技大學
2021-04-11