專利名稱：制備納米晶銅材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及納米晶及金屬材料的軋制技術(shù)，具體地說是一種制備納米晶銅材料的方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有高新技術(shù)中，有人認(rèn)為納米晶材料要變成結(jié)構(gòu)材料，需做成大的樣品，目前的方法難以做到，因此其力學(xué)性能大多數(shù)只能測(cè)量維氏硬度，很難做標(biāo)準(zhǔn)拉伸性能實(shí)驗(yàn)，使結(jié)構(gòu)材料方面的應(yīng)用受到限制。近年來，俄羅斯R.Z.Valiev倡導(dǎo)(R.Z.Valiev，etal.Prog.Mater Sci.，45(2000)103-189))用深度冷加工方法制備納米晶金屬材料，在只做了鍛造試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)其組織結(jié)構(gòu)很不均勻，認(rèn)為所有傳統(tǒng)的加工工藝都不適宜制備納米晶材料。但實(shí)際上，深度軋制方法制備納米晶銅材料目前尚未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種材料的選擇范圍廣、方法簡(jiǎn)單、適宜產(chǎn)業(yè)化要求的制備納米晶銅材料的方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是選擇普通工業(yè)金屬材料，按如下步驟操作1)熱軋；2)高溫退火，溫度在400～500℃范圍內(nèi)，時(shí)間為2～5小時(shí)；3)深度冷軋，冷軋變形度為90％以上，獲得納米晶銅材料。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.材料的選擇范圍廣。由于任何銅均可壓延加工，與現(xiàn)有技術(shù)特殊的材料才能制備納米晶材料的方法相比，本發(fā)明打破了R.Z.Valiev的用傳統(tǒng)工藝不能做成納米材料的看法。
2.方法簡(jiǎn)單，便于操作。由于從40、50年代開始生產(chǎn)鋼的冷加工很多，工藝成熟，本發(fā)明適用常規(guī)壓延方法，它不涉及其他工藝帶來的一些問題，如粉末工藝的穩(wěn)定性，壓結(jié)致密度等，所以十分方便。
3.能做大的尺寸樣品，適宜產(chǎn)業(yè)化要求。采用本發(fā)明用常規(guī)熱處理、熱軋和冷軋生產(chǎn)出的樣品尺寸可滿足用戶所需(僅與使用的軋鋼機(jī)有關(guān))。樣品大小可做標(biāo)準(zhǔn)拉伸性能實(shí)驗(yàn)。
4.本發(fā)明采用傳統(tǒng)工藝，所以成本低。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1按如下步驟操作1.熱軋選擇紫銅(本實(shí)施例采用Φ20)，將所述紫銅軋到4毫米厚；2.熱處理高溫退火，高溫至400℃，保持2小時(shí)；3.冷軋將4毫米厚紫銅材料冷軋到0.8毫米，其冷軋變形按長度計(jì)算為98％，即獲得納米晶銅材料。
本發(fā)明實(shí)施例已可做出
的納米晶紫銅，通過X射線和透射電鏡分析，本發(fā)明晶粒已達(dá)到納米尺度范圍，晶粒度測(cè)試結(jié)果見表1。
表1為實(shí)施例1晶粒度測(cè)試結(jié)果

其中*扣除了樣品中殘余應(yīng)力效應(yīng)。
本發(fā)明方法具有3個(gè)特點(diǎn)(1)采用普通材料(紫銅)；(2)普通加工工藝(軋)，本發(fā)明晶粒尺寸小于R.Z.Valiev的特殊加工，即深度塑性變形(Sever Plastic Deformation，縮寫SPD)，采用SPD方法使用的樣品一般為Φ20×(70～100)mm3；(3)可以做大樣品。本發(fā)明的樣品就能做標(biāo)準(zhǔn)拉伸試驗(yàn)。只要冷加工設(shè)備的能力足夠大，再大很多的納米材料均可能做成。
實(shí)施例2與實(shí)施例1不同之處在于1.熱軋選擇普通工業(yè)金屬材料如普通工業(yè)工藝紫銅(本實(shí)施例采用Φ30)，將所述紫銅軋到4毫米厚；2.熱處理高溫退火，高溫至500℃，保持5小時(shí)；3.冷軋將4毫米厚紫銅材料冷軋到1.0毫米，其冷軋變形按長度計(jì)算為95％，即獲得納米晶紫銅材料。
本發(fā)明實(shí)施例已可做出[1.0×45mm×任意長]的納米晶紫銅，通過X射線和透射電鏡分析，本發(fā)明晶粒已達(dá)到納米尺度范圍，晶粒度測(cè)試結(jié)果見表2。
表2為實(shí)施例2晶粒度測(cè)試結(jié)果

其中*扣除了樣品中殘余應(yīng)力效應(yīng)。
權(quán)利要求
1.一種制備納米晶銅材料的方法，選擇普通工業(yè)銅材料，其特征在于按如下步驟操作1)熱軋；2)高溫退火，溫度在400～500℃范圍內(nèi)，時(shí)間為2～5小時(shí)；3)深度冷軋，冷軋變形度為90％以上，獲得納米晶銅材料。
全文摘要
本發(fā)明公開一種制備納米晶銅材料的方法。它選擇普通工業(yè)銅材料，按如下步驟操作1)熱軋；2)高溫退火，溫度在400～500℃范圍內(nèi)，時(shí)間為2～5小時(shí)；3)深度冷軋，冷軋變形度為90％以上，獲得納米晶銅材料。本發(fā)明具有材料的選擇范圍廣，方法簡(jiǎn)單，便于操作，能做大的尺寸樣品，適宜產(chǎn)業(yè)化要求等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22F1/08GK1966734SQ20051004772
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2005年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月16日
發(fā)明者龍康, 王勝剛 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院金屬研究所