本發(fā)明屬于金屬材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐高溫抗沖擊金屬?gòu)?fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)：

金屬?gòu)?fù)合材料，是指利用復(fù)合技術(shù)將多種化學(xué)、力學(xué)性能不同的金屬在界面上實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合而形成的復(fù)合材料，其極大地改善單一金屬材料的熱膨脹性、強(qiáng)度、斷裂韌性、沖擊韌性、耐磨損性、電性能、磁性能等諸多性能，因而被廣泛應(yīng)用到產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于石油、化工、船舶、冶金、礦山、機(jī)械制造、電力、水利、交通、環(huán)保、壓力容器制造、食品、釀造、制藥等工業(yè)領(lǐng)域。

銅合金(copperalloy)以純銅為基體加入一種或幾種其他元素所構(gòu)成的合金。純銅呈紫紅色，又稱紫銅。純銅密度為8.96，熔點(diǎn)為1083℃，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性和耐蝕性。主要用于制作發(fā)電機(jī)、母線、電纜、開關(guān)裝置、變壓器等電工器材和熱交換器、管道、太陽(yáng)能加熱裝置的平板集熱器等導(dǎo)熱器材。常用的銅合金分為黃銅﹑青銅﹑白銅3大類。

但是現(xiàn)有的銅基金屬?gòu)?fù)合材料的性能雖然得到了較大的改善，但是仍然存在耐沖擊性能較差，耐高溫性能不足等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種耐高溫抗沖擊金屬?gòu)?fù)合材料的制備方法，具備制備方法溫和，操作簡(jiǎn)單，增加了金屬?gòu)?fù)合材料的抗沖擊性和耐高溫性能。

技術(shù)方案：一種耐高溫抗沖擊金屬?gòu)?fù)合材料的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

(1)稱取5～9質(zhì)量份氧化鎢、6～8質(zhì)量份氧化錫、3～6質(zhì)量份氧化鋇、0.5～2質(zhì)量份炭黑、4～8質(zhì)量份鉬粉、3～7質(zhì)量份硼化鈦、30～45質(zhì)量份銅粉混勻，加入7～12質(zhì)量份25～35wt.％聚乙烯醇水溶液，攪拌均勻后備用；

(2)將步驟(1)制備的混合物放入模具中在60～70℃下的真空干燥箱中預(yù)成型1～2h；

(3)將8～12質(zhì)量份高硅氧玻璃纖維切短至3～5mm，100～120℃下干燥0.5～1h，用丙酮清潔表面，然后用60～75wt.％濃硫酸處理1.5～2h，用蒸餾水洗凈后干燥備用；

(4)將步驟(3)處理后的高硅氧玻璃纖維均勻撒在步驟(2)預(yù)成型的混合金屬片上，然后在壓力機(jī)中450～500mpa壓制2～4h；

(5)將步驟(4)中壓制后的材料以100～150℃/h的速率上升至1000～1150℃燒結(jié)1.5～2h，后降溫至700～800℃保持0.5～1h，繼續(xù)降溫至300～450℃，保持20～30min，冷卻至室溫后完成最終制備過(guò)程。

作為優(yōu)選，所述步驟(1)中稱取8質(zhì)量份氧化鎢、7質(zhì)量份氧化錫、5質(zhì)量份氧化鋇、1質(zhì)量份炭黑、6質(zhì)量份鉬粉、5質(zhì)量份硼化鈦、40質(zhì)量份銅粉混勻，加入10質(zhì)量份30wt.％聚乙烯醇水溶液。

作為優(yōu)選，所述步驟(2)中將步驟(1)制備的混合物放入模具中在65℃下的真空干燥箱中預(yù)成型1.5h。

作為優(yōu)選，所述步驟(3)中將10質(zhì)量份高硅氧玻璃纖維切短至4mm，110℃下干燥1h，用丙酮清潔表面，然后用70wt.％濃硫酸處理2h。

作為優(yōu)選，所述步驟(4)中在壓力機(jī)中480mpa壓制3h。

作為優(yōu)選，所述步驟(5)中將步驟(4)中壓制后的材料以125℃/h的速率上升至1100℃燒結(jié)2h，后降溫至750℃保持1h，繼續(xù)降溫至350℃，保持25min。

有益效果：本發(fā)明所述制備方法溫和，操作簡(jiǎn)單；本發(fā)明制備的金屬?gòu)?fù)合材料，各組分分散均勻，通過(guò)添加高硅氧玻璃纖維，增加了所述金屬?gòu)?fù)合材料的耐抗沖擊性和耐高溫性能；本發(fā)明制備的金屬?gòu)?fù)合材料抗沖擊性能優(yōu)異，抗壓強(qiáng)度高達(dá)5500mpa，拉伸強(qiáng)度為560～580mpa，熱變形溫度為1200～1300℃。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種耐高溫抗沖擊金屬?gòu)?fù)合材料的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

(1)稱取5質(zhì)量份氧化鎢、6質(zhì)量份氧化錫、3質(zhì)量份氧化鋇、0.5質(zhì)量份炭黑、4質(zhì)量份鉬粉、3質(zhì)量份硼化鈦、30質(zhì)量份銅粉混勻，加入7質(zhì)量份25wt.％聚乙烯醇水溶液，攪拌均勻后備用；

(2)將步驟(1)制備的混合物放入模具中在60℃下的真空干燥箱中預(yù)成型1h；

(3)將8～12質(zhì)量份高硅氧玻璃纖維切短至3mm，100℃下干燥0.5h，用丙酮清潔表面，然后用60wt.％濃硫酸處理1.5h，用蒸餾水洗凈后干燥備用；

(4)將步驟(3)處理后的高硅氧玻璃纖維均勻撒在步驟(2)預(yù)成型的混合金屬片上，然后在壓力機(jī)中450mpa壓制2h；

(5)將步驟(4)中壓制后的材料以100℃/h的速率上升至1000℃燒結(jié)1.5h，后降溫至700℃保持0.5h，繼續(xù)降溫至300℃，保持20min，冷卻至室溫后完成最終制備過(guò)程。

本發(fā)明制備的金屬?gòu)?fù)合材料，各組分分散均勻，通過(guò)添加高硅氧玻璃纖維，增加了所述金屬?gòu)?fù)合材料的耐抗沖擊性和耐高溫性能；本發(fā)明制備的金屬?gòu)?fù)合材料抗沖擊性能優(yōu)異，性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：抗壓強(qiáng)度5000mpa，拉伸強(qiáng)度為560mpa，熱變形溫度為1200℃。

實(shí)施例2

一種耐高溫抗沖擊金屬?gòu)?fù)合材料的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

(1)稱取9質(zhì)量份氧化鎢、8質(zhì)量份氧化錫、6質(zhì)量份氧化鋇、2質(zhì)量份炭黑、8質(zhì)量份鉬粉、7質(zhì)量份硼化鈦、45質(zhì)量份銅粉混勻，加入12質(zhì)量份35wt.％聚乙烯醇水溶液，攪拌均勻后備用；

(2)將步驟(1)制備的混合物放入模具中在70℃下的真空干燥箱中預(yù)成型2h；

(3)將12質(zhì)量份高硅氧玻璃纖維切短至5mm，120℃下干燥1h，用丙酮清潔表面，然后用75wt.％濃硫酸處理2h，用蒸餾水洗凈后干燥備用；

(4)將步驟(3)處理后的高硅氧玻璃纖維均勻撒在步驟(2)預(yù)成型的混合金屬片上，然后在壓力機(jī)中500mpa壓制4h；

(5)將步驟(4)中壓制后的材料以150℃/h的速率上升至1150℃燒結(jié)2h，后降溫至800℃保持1h，繼續(xù)降溫至450℃，保持30min，冷卻至室溫后完成最終制備過(guò)程。

本發(fā)明制備的金屬?gòu)?fù)合材料，各組分分散均勻，通過(guò)添加高硅氧玻璃纖維，增加了所述金屬?gòu)?fù)合材料的耐抗沖擊性和耐高溫性能；本發(fā)明制備的金屬?gòu)?fù)合材料抗沖擊性能優(yōu)異，性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：抗壓強(qiáng)度為5300mpa，拉伸強(qiáng)度為570mpa，熱變形溫度為1250℃。

實(shí)施例3

一種耐高溫抗沖擊金屬?gòu)?fù)合材料的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

(1)稱取8質(zhì)量份氧化鎢、7質(zhì)量份氧化錫、5質(zhì)量份氧化鋇、1質(zhì)量份炭黑、6質(zhì)量份鉬粉、5質(zhì)量份硼化鈦、40質(zhì)量份銅粉混勻，加入10質(zhì)量份30wt.％聚乙烯醇水溶液，攪拌均勻后備用；

(2)將步驟(1)制備的混合物放入模具中在65℃下的真空干燥箱中預(yù)成型1.5h；

(3)將10質(zhì)量份高硅氧玻璃纖維切短至4mm，110℃下干燥1h，用丙酮清潔表面，然后用70wt.％濃硫酸處理2h，用蒸餾水洗凈后干燥備用；

(4)將步驟(3)處理后的高硅氧玻璃纖維均勻撒在步驟(2)預(yù)成型的混合金屬片上，然后在壓力機(jī)中480mpa壓制3h；

(5)將步驟(4)中壓制后的材料以125℃/h的速率上升至1100℃燒結(jié)2h，后降溫至750℃保持1h，繼續(xù)降溫至350℃，保持25min，冷卻至室溫后完成最終制備過(guò)程。

本發(fā)明制備的金屬?gòu)?fù)合材料，各組分分散均勻，通過(guò)添加高硅氧玻璃纖維，增加了所述金屬?gòu)?fù)合材料的耐抗沖擊性和耐高溫性能；本發(fā)明制備的金屬?gòu)?fù)合材料抗沖擊性能優(yōu)異，性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：抗壓強(qiáng)度為5500mpa，拉伸強(qiáng)度為580mpa，熱變形溫度為1300℃。

對(duì)比例1

同實(shí)施例3，區(qū)別在于：不使用高硅氧玻璃纖維，具體步驟如下：

一種耐高溫抗沖擊金屬?gòu)?fù)合材料的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

(1)稱取8質(zhì)量份氧化鎢、7質(zhì)量份氧化錫、5質(zhì)量份氧化鋇、1質(zhì)量份炭黑、6質(zhì)量份鉬粉、5質(zhì)量份硼化鈦、40質(zhì)量份銅粉混勻，加入10質(zhì)量份30wt.％聚乙烯醇水溶液，攪拌均勻后備用；

(2)將步驟(1)制備的混合物放入模具中在65℃下的真空干燥箱中預(yù)成型1.5h；

(3)將步驟(2)預(yù)成型的混合金屬片放在壓力機(jī)中480mpa壓制3h；

(4)將步驟(3)中壓制后的材料以125℃/h的速率上升至1100℃燒結(jié)2h，后降溫至750℃保持1h，繼續(xù)降溫至350℃，保持25min，冷卻至室溫后完成最終制備過(guò)程。

性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：抗壓強(qiáng)度高達(dá)4500mpa，拉伸強(qiáng)度為400mpa，熱變形溫度為1000℃。