放电等离子烧结制备钨钼铜复合合金

钨铜合金或钼铜合金都是由既不互相固溶又不形成金属间化合物的两相混合组织组成的的复合材料。钨铜具有良好的耐电弧侵蚀性、抗熔焊性、高强度和高硬度等特点，被广泛应用于电子电气、军事装备、航空航天及其它新技术领域，

Mo-C虽能很大程度上实现部件的减重要求，但其高温强度和抗烧蚀性在高温恶劣环境下仍不能胜任，只能应用在一些使用温度较低的场合，如空气舵、配重、连接板等。因此，在W-Cu合金的基础上，用部分Mo在成分上替代W，合成W-Mo-Cu复合材料有望实现W-Cu、Mo-Cu合金性能的优化组合，且可根据需要改变钨钼配比以更为灵活地对材料性能进行调控，进一步拓宽材料的应用范围，适用于更多的领域。

目前，国内主要采用传统熔渗法制备钨钼渗铜材料，即先在高温条件下制备钨钼骨架，再通过高温渗铜来制备钨钼铜复合材料。该方法存在烧结温度高、烧结时间长、晶粒长大严重等缺点，而且这些繁琐的过程增加了生产工序，加大了生产的难度，增加生产成本，从而在一定程度上限制了钨钼铜复合材料的推广应用。

为了突破熔渗法的瓶颈，有学者采用放电等离子烧结制备钨钼铜复合合金的方法，该方法的具体工艺步骤和条件如下：

1、先将10~70wt%W、10~70wt%Mo、10~40wt%Cu粉加入高能行星式球磨机内的不锈钢球磨皿中，然后按球磨转速为100~200r/min，球磨时间为2~12小时进行球磨混匀，同时往球磨器皿里加入少许酒精以防止粉料在球磨过程中被氧化。

2、将球磨混好的钨钼铜松装粉末装入石墨模具，再在模具上加上可控脉冲电流（400~2000A），通过调节脉冲电流的大小控制升温速度来对试样进行加热实现烧结过程。在真空度不大于10-3Pa条件下，以50~150℃/min的升温速率升温至200℃后保温1~5min，接着以50~150℃/min的升温速率继续升温至750~1050℃后保温，在未达到烧结温度之前还需给石墨模具施加一个较小的预压压力P1（10~30MPa），当温度升高达到烧结温度750~1050℃，再施加保压压力P2（20~40MPa），保温3~20min后断电快冷冻结组织得到钨钼铜合金。

与现有的熔渗法制备钨钼铜复合合金相比，放电等离子烧结法可使制备温度由1100~1600℃降低至750~1050℃，也可使制备时间由 100~760min缩短至15~45min，其消耗电能只有传统烧结工艺的1/3~1/2。不需要经过先制备钨钼骨架再高温渗铜的二次热工艺即可制备出钨钼铜复合材料，因而大大简化了生产工艺，缩短了制备周期，进一步节约了生产成本，还可改善制备环境的工作条件。

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