1.一种Cu-Ni-Sn-TiCx铜基复合材料,由0.5~6.3wt%TiCx和基体铜合金组成,其特征在于,所述基体铜合金组成的质量比成分为:4.0~15.5wt%Ni、2.5~8.5wt%Sn、Fe≤
0.3wt%、Zn≤0.2wt%、Mn≤0.15wt%、Nb≤0.08wt%、Pb≤0.02wt%,杂质总含量≤
0.5wt%,余量为Cu。
2.根据权利要求1所述的一种Cu-Ni-Sn-TiCx铜基复合材料,其特征在于,包括3wt%TiCx和基体铜合金,所述基体铜合金组成的质量比成分为:10wt%Ni、7wt%Sn、Fe≤
0.2wt%、Zn≤0.15wt%、Mn≤0.10wt%、Nb≤0.08wt%、Pb≤0.02wt%、杂质≤0.4wt%、余量为Cu。
3.基于权利要求1所述的一种Cu-Ni-Sn-TiCx铜基复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:
将配好比例的Ti2SnC和Ti3SnC2粉体经过超声波清洗经晾干后,与铜粉共同放入真空球磨罐中,用真空泵抽真空至1×10-2帕后通入氩气,通过球磨获得混合均匀的粉体材料;
步骤二:
将步骤一所得混合均匀的铜粉体材料经过冷压—SPS烧结—高温保温处理,获得非计量比TiCx/Cu-Sn中间体材料;
步骤三:
将纯铜、纯镍按配比置于真空感应熔炼炉中,充分熔化后按配比加入纯锡和TiCx/Cu-Sn中间体材料,升高温度保温一段时间后,然后降温浇铸制备TiCx/Cu-Ni-Sn复合材料铸锭坯料;
步骤四:
对步骤三得到的TiCx/Cu-Ni-Sn复合材料铸锭坯料进行高温长时间均匀化处理,进行热锻、固溶、室温水淬和铣面后再进行冷轧加工。
4.根据权利要求3所述的一种Cu-Ni-Sn-TiCx铜基复合材料的制备方法,其成分特征在于,所述步骤一中Ti2SnC和Ti3SnC2的质量比介于3:1和2:1之间,所述Ti2SnC和Ti3SnC2所含锡元素与中间体中铜元素的质量比不大于0.15:1。
5.根据权利要求3所述的一种Cu-Ni-Sn-TiCx铜基复合材料的制备方法,其特征在于,所述Ti3SnC2粉体粒度40-60微米之间,Ti2SnC粉体粒度10-20微米之间,球磨球料比为2:1,球磨转速为150~300转/分钟,球磨时间为15-28小时。
6.根据权利要求3所述的一种Cu-Ni-Sn-TiCx铜基复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤二中SPS烧结温度为850-900摄氏度,烧结压力范围为20-35兆帕,烧结时间为7-9分钟。
7.根据权利要求3所述的一种Cu-Ni-Sn-TiCx铜基复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤二中SPS烧结后的高温保温处理的保温,范围为900-975℃之间,时间介于1-6h,保温温度越高,保温时间越短。
8.根据权利要求3所述的一种Cu-Ni-Sn-TiCx铜基复合材料的制备方法,其特征在于,-2所述步骤三中的真空熔炼过程中,采用高纯石墨作为坩埚,熔炼真空度1.5×10 帕,达到真空度后通入高纯氩气作为熔炼保护气氛;加料顺序为纯铜和纯镍先熔化,升高温度达到
1300-1400摄氏度,并保温5-10分钟,然后加入锡和中间体材料,保温到1340-1450摄氏度,并保温20-30分钟,充分促进中间体材料的稀释熔化,降温至1200-1300摄氏度进行铁模浇铸制备TiCx/Cu-Ni-Sn复合材料铸锭坯料。
9.根据权利要求3所述的一种Cu-Ni-Sn-TiCx铜基复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤四中高温均匀化的温度范围为800-900摄氏度,时间为20-40小时,始锻温度和终锻温度范围为650-800摄氏度,保温时间为1-2小时,锻造比介于1.2-1.6之间,热锻重复次数3-6次,固溶温度范围820-920摄氏度,室温水淬,经过铣面之后,再进行5-10道次冷轧加工,冷轧总变形量70-90%,然后进行时效,时效温度范围300-450摄氏度,时效时间范围1-4小时。