本发明属于金属材料制备方法
技术领域：
，具体涉及一种高强度高导电率cu-ti合金，本发明还涉及高强度高导电率cu-ti合金及其制备方法。
背景技术：
：cu-ti合金因其较高的强度、硬度和优良的耐磨、耐疲劳和耐蚀性能，可用来制造高强高弹耐磨的弹性元件，是最有潜力替代铍青铜的材料之一。但由于ti原子固溶到铜基体后，增强了电子的散射，显著降低了cu-ti合金导电性，从而限制了cu-ti合金的广泛应用。目前常用的方法是在cu-ti合金中添加ni、al等第三元素，形成金属间化合物ni3ti、ti3al，减少ti在cu基体中的固溶。但是，该方法对导电性的改善有限。纳米氧化物团簇作为一种稳定的纳米相，即使在高温下也不会发生明显长大，具有优异的热稳定性和化学稳定性，且在基体中高密度的纳米团簇可强烈钉扎位错，大幅提高合金的力学性能，改善材料的应力松弛和疲劳特性等。以cuo为携氧剂，以yh2提供y原子，以期得到y-ti-o纳米团簇，减少ti元素在cu基体中的固溶量，提高cu-ti合金的导电性。且cuo中cu-o键的键能较低，更容易实现o原子的扩散，有利缩短球磨时间，提高制备效率。采用这种制备方法有望提高cu-ti合金的导电性并改善cu-ti合金的力学性能，获得综合性能优良的cu-ti合金，因此，具有重要的工程意义和实用用价值。技术实现要素：本发明的目的是提供一种高强度高导电率cu-ti合金，解决了现有cu-ti合金材料导电性差的问题。本发明的目的还在于提供一种高强度高导电率cu-ti合金的制备方法。本发明所采用的第一种技术方案是，一种高强度高导电率cu-ti合金，按质量百分比由以下组分组成：cu92-97％，ti2-4％，cuo0.5-2％，yh20.5-2％，以上各组分质量百分比之和为100％。本发明所采用的第二种技术方案是，一种高强度高导电率cu-ti合金的制备方法，具体操作步骤如下：步骤1，称取原材料按质量百分比分别称取如下材料：cu粉92-97％，ti粉2-4％，cuo粉末0.5-2％，yh2粉0.5-2％，以上各组分质量百分比之和为100％。步骤2，高能球磨将cu粉、ti粉、yh2粉和cuo粉在球磨机中，并加入无水乙醇、通入保护气体后进行高能球磨，得到球磨混粉；步骤3，压制将球磨混粉进行冷压，形成压坯；步骤4，热压烧结将压坯置入热压烧结炉中，通入保护气体，升温至900-1000℃，保温时间2-3h，压强为30-35mpa，保温结束后随炉自然冷却至室温，即可获得高强度高导cu-ti合金。本发明的特点还在于，步骤2高能球磨时，球料比为10:1，球磨机的转速为300-500rpm，球磨时间为55-65h。步骤3冷压压强为200-250mpa，保压30s；压坯尺寸为φ21mm×7mm。步骤2的保护气体为氩气。步骤4的保护气体为氢气。步骤1cu粉平均粒径为40-50μm、纯度不小于99.9％。步骤1ti粉平均粒径为45-55μm、纯度不小于99.9％。步骤1yh2粉平均粒径为45-55μm、纯度不小于99.5％。步骤1cuo粉平均粒径为45-55μm，纯度不小于99.9％。本发明的有益效果是，本发明的一种高强度高导电率cu-ti合金的制备方法，本发明方法不仅提高了cu-ti合金的组织均匀性，使合金弥散强化作用更为显著，而且极大提高了cu-ti合金的导电率，得到了综合性能优良的y-ti-o纳米氧化物弥散强化cu-ti合金。附图说明图1是本发明一种高强度高导电率cu-ti合金的制备方法制备流程图；图2是本发明一种高强度高导电率cu-ti合金热压烧结后的扫描电镜照片。具体实施方式本发明提供的一种高强度高导电率cu-ti合金，按质量百分比由以下组分组成：cu92-97％，ti2-4％，cuo0.5-2％，yh20.5-2％，以上各组分质量百分比之和为100％。本发明提供的一种高强度高导电率cu-ti合金的制备方法如图1所示，具体操作步骤如下：步骤1，称取原材料按质量百分比分别称取如下材料：平均粒径为40-50μm、纯度不小于99.9％的cu粉92-97％，平均粒径为45-55μm、纯度不小于99.9％的ti粉2-4％，平均粒径为45-55μm，纯度不小于99.9％cuo粉末0.5-2％，平均粒径为45-55μm、纯度不小于99.5％的yh2粉0.5-2％，以上各组分质量百分比之和为100％。步骤2，高能球磨将cu粉、ti粉、yh2粉和cuo粉在球磨机中，并加入无水乙醇、通入保护气体氩气进行高能球磨，球磨的球料比为10:1，转速为300-500rpm，球磨时间为55-65h，得到球磨混粉；步骤3，压制将球磨混粉进行冷压，冷压压强为200-250mpa，保压30s，形成压坯，压坯尺寸为φ21mm×7mm；步骤4，热压烧结将压坯置入热压烧结炉中，通入氢气作为保护气体，升温至900-1000℃，保温时间2-3h，压强为30-35mpa，保温结束后随炉自然冷却至室温，即可获得高强度高导cu-ti合金。即可获得高强高导cu-ti合金。下面结合具体实施例对本发明进行进一步说明。实施例1步骤1，称取原材料按质量百分比称取如下材料：平均粒径为40μm、纯度不小于99.9％的cu粉97％，平均粒径为50μm、纯度不小于99.9％的ti粉2％，平均粒径为50μm，纯度不小于99.9％cuo粉末0.5％，平均粒径为50μm、纯度不小于99.5％的yh2粉0.5％。步骤2，高能球磨将所述cu粉、ti粉、yh2粉和cuo粉在球磨机中，并加入无水乙醇、通入保护气体氩气进行高能球磨，球磨的球料比为10:1，转速为300rpm，球磨时间为55h，得到球磨混粉；步骤3，压制将所述球磨混粉进行冷压，冷压压强为200mpa，保压30s，形成压坯，所述压坯尺寸为φ21mm×7mm；步骤4，热压烧结将所述压坯置入热压烧结炉中，通入氢气作为保护气体，升温至900℃，保温时间2h，压强为30mpa，保温结束后随炉自然冷却至室温，即可获得高强高导cu-ti合金。经测试，合金导电率、硬度和弹性模量分别为40％iacs、200hv和138gpa。实施例2步骤1，称取原材料按质量百分比分别称取如下材料：平均粒径为45μm、纯度不小于99.9％的cu粉92％，平均粒径为50μm、纯度不小于99.9％的ti粉4％，平均粒径为50μm，纯度不小于99.9％cuo粉末2％，平均粒径为50μm、纯度不小于99.5％的yh2粉2％。步骤2，高能球磨将所述cu粉、ti粉、yh2粉和cuo粉在球磨机中，并加入无水乙醇、通入保护气体氩气进行高能球磨，球磨的球料比为10:1，转速为500rpm，球磨时间为65h，得到球磨混粉；步骤3，压制将所述球磨混粉进行冷压，冷压压强为250mpa，保压30s，形成压坯，所述压坯尺寸为φ21mm×7mm；步骤4，热压烧结将所述压坯置入热压烧结炉中，通入氢气作为保护气体，升温至1000℃，保温时间3h，压强为30mpa，保温结束后随炉自然冷却至室温，即可获得高强高导cu-ti合金。经测试，合金导电率、硬度和弹性模量分别为49％iacs、230hv和143gpa。实施例3步骤1，称取原材料按质量百分比分别称取如下材料：平均粒径为45μm、纯度不小于99.9％的cu粉95％，平均粒径为50μm、纯度不小于99.9％的ti粉3％，平均粒径为50μm，纯度不小于99.9％cuo粉末1.5％，平均粒径为50μm、纯度不小于99.5％的yh2粉0.5％。步骤2，高能球磨将所述cu粉、ti粉、yh2粉和cuo粉在球磨机中，并加入无水乙醇、通入保护气体氩气进行高能球磨，球磨的球料比为10:1，转速为400rpm，球磨时间为60h，得到球磨混粉；步骤3，压制将所述球磨混粉进行冷压，冷压压强为220mpa，保压30s，形成压坯，所述压坯尺寸为φ21mm×7mm；步骤4，热压烧结将所述压坯置入热压烧结炉中，通入氢气作为保护气体，升温至950℃，保温时间2.5h，压强为33mpa，保温结束后随炉自然冷却至室温，即可获得高强高导cu-ti合金。经测试，合金导电率、硬度和弹性模量分别为47％iacs、210hv和134gpa。实施例4步骤1，称取原材料按质量百分比分别称取如下材料：平均粒径为50μm、纯度不小于99.9％的cu粉93％，平均粒径为45μm、纯度不小于99.9％的ti粉3％，平均粒径为55μm，纯度不小于99.9％cuo粉末2％，平均粒径为45μm、纯度不小于99.5％的yh2粉2％。步骤2，高能球磨将所述cu粉、ti粉、yh2粉和cuo粉在球磨机中，并加入无水乙醇、通入保护气体氩气进行高能球磨，球磨的球料比为10:1，转速为400rpm，球磨时间为65h，得到球磨混粉；步骤3，压制将所述球磨混粉进行冷压，冷压压强为200mpa，保压30s，形成压坯，所述压坯尺寸为φ21mm×7mm；步骤4，热压烧结将所述压坯置入热压烧结炉中，通入氢气作为保护气体，升温至1000℃，保温时间2h，压强为30mpa，保温结束后随炉自然冷却至室温，即可获得高强高导cu-ti合金；经测试，合金导电率、硬度和弹性模量分别为43％iacs、200hv和144gpa。实施例5步骤1，称取原材料按质量百分比称取如下材料：平均粒径为50μm、纯度不小于99.9％的cu粉94％，平均粒径为50μm、纯度不小于99.9％的ti粉3％，平均粒径为45μm，纯度不小于99.9％cuo粉末2％，平均粒径为50μm、纯度不小于99.5％的yh2粉1％。步骤2，高能球磨将所述cu粉、ti粉、yh2粉和cuo粉在球磨机中，并加入无水乙醇、通入保护气体氩气进行高能球磨，球磨的球料比为10:1，转速为300rpm，球磨时间为60h，得到球磨混粉；步骤3，压制将所述球磨混粉进行冷压，冷压压强为230mpa，保压30s，形成压坯，所述压坯尺寸为φ21mm×7mm；步骤4，热压烧结将所述压坯置入热压烧结炉中，通入氢气作为保护气体，升温至900℃，保温时间2h，压强为35mpa，保温结束后随炉自然冷却至室温，即可获得高强度高导cu-ti合金。经测试，合金导电率、硬度和弹性模量分别为48％iacs、225hv和141gpa。图2是本发明高强度高导电率cu-ti合金的扫描电镜照片。可以看出合金组织均匀，基体中弥散分布着许多尺度大约几十纳米到几百纳米不等的细小颗粒。本发明所制备的高强度高导电率cu-ti合金，与传统电弧熔炼所制备的cu-ti合金相比，本发明制备的cu-ti合金组织均匀，合金导电性能得到明显改善，综合性能优良。实施例与传统的电弧熔炼所制备的cu-ti合金性能参数如表1所示表1实施例与传统方法制备的cu-ti合金性能参数比较样品名称导电率/％iacs硬度/hv实施例249230实施例548225传统电弧熔炼制备的cu-ti合金28210由实施例2和实施例5可以明显看出，本发明所制备的高强度高导电率cu-ti合金具有优异的导电率和硬度。与传统电弧熔炼制备的cu-ti合金相比，实施例2制备的高强度高导电率cu-ti合金导电率和硬度分别提高了42.85％和8.7％。实施例5的制备的高强度高导电率cu-ti合金电导率和硬度分别提高了41.67％和6.7％。本发明制备的高强度高导电率cu-ti合金可广泛应用于仪器仪表、航空航天、计算机技术和通讯技术等领域。当前第1页12