寸為0 16的點焊 電極頭。
[0062]實施例6
[006引將2血鍛鑲/銅單壁碳納米管溶于60血無水己醇中，單壁碳納米管平均直徑為 2~6皿，平均長度為5~30um，然后將18血的200目純銅粉加入所得溶液中，在頻率59化， 功率80W，水浴溫度為60°C的條件下，不斷水浴超聲配合機械攬拌至無水己醇全部揮發(fā)，將 混合均勻的粉末放入真空干燥箱中，在40°C，真空度為1. 5X10~ 2MI^a下干燥30小時。將 干燥后的粉末放入粉末冶金模具中，在lOOMPa的壓力下單向壓制壓成直徑為30mm，高度 為7. 5mm的圓柱形巧料，保壓5分鐘，致密度達到66. 5 %。將壓巧放入真空保護燒結(jié)爐中， W15°C/min的速度加熱升溫至350°C，保溫15分鐘，W15°C/min的速度繼續(xù)加熱升溫至 850°C，燒結(jié)4小時，隨爐冷卻至室溫。將燒結(jié)后的巧料加熱至750°C高溫鍛造，將巧料鍛至 尺寸為22mmX22mmX10mm，W提高致密度，變形量為31. 4%，致密度達到93. 2%，同時方便 下一道工藝。將鍛后巧料在180°C下沿一方向反復徵壓拔長至端面尺寸為17mmX17mm，變 形量為40. 2 %，致密度達到98. 1 %。通過機加工減徑，使材料端面尺寸為0 16,經(jīng)冷擠壓得 到端面尺寸為016的點焊電極頭。
[0064]實施例7
[00化]將0.ImL鍛鑲/銅單壁碳納米管溶于60mL無水己醇中，單壁碳納米管平均直徑 為2~6皿，平均長度為5~30um，然后將99. 9血的200目純銅粉加入所得溶液中，在頻 率59化，功率60W，水浴溫度為40°C的條件下，不斷水浴超聲配合機械攬拌至無水己醇全部 揮發(fā)，將混合均勻的粉末放入真空干燥箱中，在40°C，真空度為1. 5X10~ 2MI^a下干燥36小 時。將干燥后的粉末放入粉末冶金模具中，在lOOMPa的壓力下單向壓制壓成直徑為40mm， 高度為13mm的圓柱形巧料，保壓5分鐘，致密度達到65. 2%。將壓巧放入氣氣保護燒結(jié)爐 中，W15°C/min的速度加熱升溫至350°C，保溫15分鐘，W15°C/min的速度繼續(xù)加熱升 溫至850°C，保溫15分鐘，W20°C/min的速度繼續(xù)加熱升溫至950°C，燒結(jié)2小時，隨爐冷 卻至室溫。將燒結(jié)后的巧料加熱至850°C高溫鍛造，將巧料鍛至尺寸為18mmX18mmX14mm， W提高致密度，變形量為50. 2%，致密度達到92. 1%，同時方便下一道工藝。將鍛后巧料在 18(rC下沿一方向反復徵壓拔長至端面尺寸為18mmX18mm，變形量為48.2%，致密度達到 98. 4%。通過機加工減徑，使材料端面尺寸為〇 16,經(jīng)冷擠壓得到端面尺寸為〇 16的點焊 電極頭。
[0066] 實施例8 ;
[0067] 將2. 5血鍛鑲/銅單壁碳納米管溶于60血無水己醇中，單壁碳納米管單壁碳納米 管平均直徑為2~6皿，平均長度為5~30um，然后將47. 5血的化Zr化粉（其化學成分 (質(zhì)量分數(shù)，％ )為；98. 8Cu，1. 0化，0. 2Zr，Mg、Si微量）加入所得溶液中，在頻率59Hz，功 率60W，水浴溫度為40°C的條件下，不斷水浴超聲配合機械攬拌至無水己醇全部揮發(fā)，將混 合均勻的粉末放入真空干燥箱中，在40°C，真空度為1. 5X1(T2MPa下干燥36小時。將干 燥后的粉末放入粉末冶金模具中，在lOOMI^a的壓力下單向壓制成直徑為40mm，高度為12mm 的圓柱形巧料，保壓10分鐘，致密度達到70. 7%。將壓巧放入氣氣保護燒結(jié)爐中，W15°C/ min的速度加熱升溫至350°C，保溫15分鐘，W15°C/min的速度繼續(xù)加熱升溫至850°C，保 溫15分鐘，W20°C/min的速度繼續(xù)加熱升溫至950°C，燒結(jié)2小時，隨爐冷卻至室溫。將 燒結(jié)后的巧料加熱至850°C高溫鍛造，將巧料鍛至尺寸為25mmX25mmX14mm，W提高致密 度，變形量為50. 2%，致密度達到92. 4%，同時方便下一道工藝。將鍛后巧料在180°C下沿 一方向反復徵壓拔長至端面尺寸為18mmX18mm，變形量為48. 2%，致密度達到98. 4%。通 過機加工減徑，使材料端面尺寸為016,經(jīng)冷擠壓得到端面尺寸為016的點焊電極頭。
[0068] 實施例9 ;
[0069] 將2. 5mL鍛鑲/銅單壁碳納米管溶于60mL無水己醇中，單壁碳納米管單壁碳納 米管平均直徑為2~6皿，平均長度為5~30um，然后將47. 5血的QSn7-0. 2錫青銅粉末 (其化學成分（質(zhì)量分數(shù)，％)為92~94化，6~8511，？13、？、41、81、訊、81微量）加入所 得溶液中，在頻率59化，功率60W，水浴溫度為40°C的條件下，不斷水浴超聲配合機械攬拌 至無水己醇全部揮發(fā)，將混合均勻的粉末放入真空干燥箱中，在40°C，真空度為1. 5X10 - 2MPa下干燥36小時。將干燥后的粉末放入粉末冶金模具中，在lOOMPa的壓力下單向壓制 成直徑為40mm，高度為12mm的圓柱形巧料，保壓10分鐘，致密度達到71. 1 %。將壓巧放 入氣氣保護燒結(jié)爐中，W15°C/min的速度加熱升溫至350°C，保溫15分鐘，W15°C/min 的速度繼續(xù)加熱升溫至850°C，保溫15分鐘，W20°C/min的速度繼續(xù)加熱升溫至950°C， 燒結(jié)2小時，隨爐冷卻至室溫。將燒結(jié)后的巧料加熱至850°C高溫鍛造，將巧料鍛至尺寸為 25mmX25mmX14mm，W提高致密度，變形量為50. 2%，致密度達到92. 7%，同時方便下一道 工藝。將鍛后巧料在180°C下沿一方向反復徵壓拔長至端面尺寸為18mmX18mm，變形量為 48. 2 %，致密度達到98. 5 %。通過機加工減徑，使材料端面尺寸為〇 16,經(jīng)冷擠壓得到端面 尺寸為016的點焊電極頭。
[0070] 表1實施例1-9所制備的復合材料性能對比表
[0071]
[0073] 由上表可W看出，通過本實驗方法制備的碳納米管銅基復合材料各項性能達到高 強高導的要求。
【主權(quán)項】
1. 一種高強高導碳納米管增強銅基復合材料的制備方法，其特征在于包括步驟如下： (1) 將表面鍍鎳/銅的單壁碳納米管分散到無水乙醇中，再加入純銅粉或銅合金粉，水 浴超聲攪拌至無水乙醇全部蒸發(fā)，即得混合粉末； (2) 對步驟（1)制備的混合粉末進行真空干燥； (3) 將經(jīng)步驟（2)干燥后的混合粉末放入冶金模具，在室溫下冷壓成坯； (4) 對步驟（3)制備的壓坯依次進行氣氛燒結(jié)、鍛造、反復鐓壓和機加工處理； (5) 對經(jīng)步驟（4)進行機加工處理后的坯料進行冷擠壓，即得高強高導碳納米管增強銅 基復合材料。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高強高導碳納米管增強銅基復合材料的制備方法，其特征 在于：所述步驟（1)中表面鍍鎳/銅的單壁碳納米管與純銅粉或銅合金粉的體積百分比為 0? 1~10% :90~99. 9% ;單壁碳納米管平均直徑為2~6nm，平均長度為5~30um ;銅粉的 粒度為200目，銅合金粉為CrZrCu粉或錫青銅粉。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種高強高導碳納米管增強銅基復合材料的制備方法， 其特征在于：所述步驟（1)中的水浴超聲條件為：溫度為40~60°C，頻率為59Hz，功率為 60-10014. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種高強高導碳納米管增強銅基復合材料的制備方 法，其特征在于：所述步驟（2)中真空干燥的條件為：溫度40~60°C，真空度不低于 L 5 X KT2MPa,干燥時間24~36小時。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種高強高導碳納米管增強銅基復合材料的制備方法， 其特征在于：所述步驟（3)中冷壓成坯的條件為：壓制方式為雙向壓制、單向壓制或冷等靜 壓，壓力30~200MPa，保壓時間5~15分鐘；壓坯的高度與直徑之比不大于1:3。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述一種高強高導碳納米管增強銅基復合材料的制備方法，其特征 在于：所述步驟（3)中燒結(jié)的條件為：真空或氬氣氣氛，燒結(jié)溫度850~1000°C，燒結(jié)時間 2~4小時。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種高強高導碳納米管增強銅基復合材料的制備方法，其 特征在于：所述步驟（3)中鍛造的條件為：鍛造溫度650~950°C，變形量為30~55%，使坯 料的致密度達到90%以上。8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種高強高導碳納米管增強銅基復合材料的制備方法，其 特征在于：所述步驟（3)中鐓壓的條件為：鐓壓溫度20~180°C，變形量為30~50%，使坯料 的致密度達到98%以上。9. 一種利用權(quán)利要求1-8任一項所述方法制備的高強高導碳納米管增強銅基復合材 料。10. 權(quán)利要求9所述高強高導碳納米管增強銅基復合材料在點焊電極頭中的應用。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強高導碳納米管增強銅基復合材料及其制備方法，屬于復合材料及其制備的技術(shù)領(lǐng)域。其制法為：體積分數(shù)為0.1%～10%的鍍鎳/銅單壁碳納米管與體積分數(shù)為90%～99.9%的純銅粉或銅合金粉在無水乙醇中水浴超聲攪拌、真空干燥后冷壓成坯、保燒結(jié)、高溫鍛造、反復鐓壓、機加工、冷擠壓，即得高強高導碳納米管增強銅基復合材料。其優(yōu)點為：本發(fā)明制備的復合材料中單壁碳納米管在金屬基體中分散均勻，且沿軸向取向排列。復合材料在碳納米管取向方向上具有優(yōu)良的宏觀綜合性能，包括力學性能、導熱性、導電性，可廣泛應用于電阻點焊電極、電弓滑板、集成電路引線框架、繼電器支座等制備領(lǐng)域，尤其適用于點焊電極頭的制備。
【IPC分類】C22C49/02, C22C47/14, C22C121/02, C22C49/14, C22C101/10
【公開號】CN104988438
【申請?zhí)枴緾N201510442026
【發(fā)明人】鄭重, 董仕節(jié), 趙杉, 肖岸純, 羅平, 李四年, 李連杰, 黃子昕
【申請人】湖北工業(yè)大學
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年7月24日