化學(xué)鍍法制備Mo-20Cu合金工藝的研究.pdf

1、Mo-Cu合金材料是由無磁性材料Cu和Mo按照需求比例所形成的互不相溶的假性合金，又稱雙相復(fù)合材料（CompositeMaterial）。這種材料性能穩(wěn)定，具有很高的耐燒蝕特性，氣孔率低，機(jī)械性能優(yōu)良并且可根據(jù)需要進(jìn)行材料成分調(diào)節(jié)，很大的靈活性。又因為Mo-Cu合金極低的熱膨脹系數(shù)和高的導(dǎo)電導(dǎo)熱率，被大量的用于電子封裝材料、熱沉材料以及航天航空精密儀器零部件，發(fā)展前景廣闊。
　　本實驗采用化學(xué)鍍Cu法鍍覆復(fù)合粉體，利用固-液兩相燒

2、結(jié)方式制備高致密Mo-20Cu合金，對鍍覆工藝和燒結(jié)工藝進(jìn)行了深入的探討并綜合分析了工藝參數(shù)對合金綜合性能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn):
　　(1)通過對Mo粉進(jìn)行預(yù)處理（顆粒細(xì)化、表面粗化、敏化和活化），可以改變Mo粉尺寸與微觀形貌結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了表面活性，提高了Mo粉表面與Cu顆粒的結(jié)合力，便于鍍覆工藝的實施，大大減少了粉體的團(tuán)聚現(xiàn)象。
　　(2)經(jīng)過優(yōu)化鍍Cu溶液的配置方案，最終確定銅離子含量為24g/L，還原劑水合肼0.35mol/

3、L，渡液的PH值為11.5～12，聚乙烯基吡咯烷酮含量12ml/L，檸檬酸含量10ml/L，恒溫水浴設(shè)置為65～75℃。另外渡液中加入有機(jī)添加劑成分時，會形成多種有機(jī)物聚合團(tuán)微粒，它們可以限制Mo-Cu成核方向和位置以及空間，使得Mo-Cu復(fù)合粉體鍍覆均勻，包覆完全。
　　(3)復(fù)合粉體的清洗以及干燥處理。采用1％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的水合肼溶液對Mo-Cu復(fù)合粉體進(jìn)行多次清洗，除掉表面雜質(zhì);采取通氫干燥，干燥溫度240℃，時間120分鐘，以

4、使粉體徹底干燥并保護(hù)金屬Cu不被氧化利于壓制成形。
　　(4)采取預(yù)成形與終成形兩種方式對復(fù)合粉體進(jìn)行成形。預(yù)成形使用100T四柱液壓油型設(shè)備預(yù)制成生胚;終成形利用冷等靜壓設(shè)備進(jìn)行應(yīng)力均勻分散，設(shè)置壓強(qiáng)為350MPa。經(jīng)過預(yù)成形與終成形之后，生胚的致密度達(dá)到85％。
　　(5)通過對合金燒結(jié)工藝參數(shù)優(yōu)化之后，確定最佳燒結(jié)溫度為1150℃。采用分階段保溫?zé)Y(jié)，以使溫度充分均勻;高溫?zé)Y(jié)時設(shè)置保溫時間為120分鐘;通氫氣作為保護(hù)

5、氣體，通氫速率為10～15ml/L。燒結(jié)工藝對合金的致密度影響顯著。采用優(yōu)化后的燒結(jié)工藝方案，測得合金致密度達(dá)到99.11％，接近全致密;進(jìn)行顯微組織觀察其組織致密，無明顯缺陷，Mo相與Cu相呈現(xiàn)出互相纏繞式網(wǎng)狀分布;EDAX顯示合金成分均勻，各微區(qū)成分無差異。采用渦流電導(dǎo)儀測試其導(dǎo)電率為45.83％(IACS)，導(dǎo)電性能良好;合金的硬度值為181.1kgf/mm2。
　　(6)分析了合金固-液燒結(jié)致密化機(jī)制，發(fā)現(xiàn)密度與致密度整體