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本文选用具有高硬度、耐磨性好且热膨胀系数较低的ZrO2颗粒作为增强相,采用内氧化和热压烧结、粉末热挤压相结合的方法制备了ZrO2/Cu复合材料,并研究了冷变形对其组织及性能的影响。首先以高纯电解铜及铜锆中间合金为原料,采用非真空熔炼和高压水雾化法制备Cu-0.6%Zr(质量分数)合金粉末,经粒径分选后进行低温内氧化、N2+5%H2(体积分数)混合气体还原,得到Cu-ZrO2复合粉末;然后采用放电等离子烧结(SparkPlasmaSintering,简称SPS)和粉末包套热挤压两种工艺制备了ZrO2颗粒增强铜基复合材料,探讨了不同制备工艺下的各种参数对ZrO2/Cu复合材料组织和性能的影响,优化了制备工艺参数;此外还研究了ZrO2/Cu复合材料的高温抗软化性以及冷变形对其组织和性能的影响。首先,通过水雾化法制备铜锆合金粉末,锆含量为0.6%,该合金粉末在230℃氧化1h、250℃还原1h后得到Cu-ZrO2复合粉末。通过XRD衍射图谱,分析了Cu-ZrO2复合粉末的物相组成,结果表明该复合粉末主要由α-Cu基体组成;但复合粉末中Cu的晶格常数为0.36167nm,比纯Cu(0.36150nm)的晶格常数略大,说明复合粉末中存在Zr的固溶相。其次,以Cu-ZrO2复合粉末为原料,通过放电等离子烧结的方法制备出ZrO2/Cu复合材料。SPS烧结法制备ZrO2颗粒增强铜基复合材料的最佳工艺参数为:烧结温度900℃、烧结时间2h、烧结压力30MPa;以Cu-ZrO2复合粉末为原料,在挤压温度900℃,挤压速度300mm/min时,采用粉末包套热挤压法以不同的挤压比制备了ZrO2/Cu复合材料。挤压比越大,ZrO2/Cu复合材料的综合性能越好。相对于放电等离子烧结(SPS),采用粉末包套热挤压法可以制备出综合性能更好的ZrO2/Cu复合材料。最后,研究了冷变形对ZrO2/Cu复合材料性能的影响。Φ32mm的铜棒材拉拔变形43.75%后,其硬度从83.94HV增加到116.75HV,增幅为39%,导电率达到80.86%IACS;对拉拔变形后的铜棒材进行了抗高温软化性能研究,结果表明其抗高温软化温度超过了800℃,远远大于纯铜的软化温度(150℃)。通过SEM及XRD表征分析可知,挤压态复合材料中增强相为ZrO2,增强相尺寸小于1μm,其在基体中呈弥散分布。本文通过内氧化法结合粉末热挤压法制备的ZrO2/Cu复合材料具有较好的综合性能。本实验的研究结果可为新型铜基复合材料的研究和开发提供理论依据和数据支持。