Cu40Zn双相(α+β)黄铜有低成本、优良的导电导热性、较高的耐蚀性、良好的加工性、适当的强度和抗疲劳性等优点，可用于制造海洋机械、电子电器、仪表器件和管道阀门等设备[1,2,3]
但是，随着装备制造业的迅猛发展对黄铜性能的要求不断提高，特别是要求其具有高强度高延性等性能
合金化是提高黄铜力学性能的主要方法[4]
根据铜合金二元相图，Cr、Fe、Ti、Zr、Mg、Sn等合金元素在铜中的固溶度随着温度的降低而迅速下降，随之发生的固溶和析出可改善黄铜的力学性能[5,6,7,8,9]
Ti在铜中的固溶度很低，其含量(质量分数)高于0.2%就会生成析出相
Ti与Cu能生成多种金属间化合物(例如CuTi、CuTi2、Cu2Ti、Cu4Ti3、CuTi4)且其在Cu中的固溶度随着温度的升高而提高，因此可通过固溶强化和析出强化提高黄铜的力学性能[10]
与铸造和锻造技术相比，用粉末冶金制备在高温熔炼条件下容易分解或烧损的材料有较高的工艺灵活性[11,12]
研究粉末冶金法，可揭示黄铜和钛在固-固反应条件下不同金属间化合物的生成及其机理
基于此，本文用粉末冶金法将Ti和Cu40Zn粉末混合后用放电等离子烧结(Spark plasma sintering, SPS)成型随后进行热挤压，研究在固相烧结条件下添加Ti对黄铜的物相、微观组织、界面结构以及力学性能的影响，并揭示Ti与黄铜的反应过程以及固溶和析出强化的机理
1 实验方法
实验用材料有用水雾化制备的不规则近球形Cu40Zn黄铜粉(纯度高于99.9%，氧含量低于0.1%)、用氢化脱氢法制备的Ti粉(纯度高于99.9%，质量分数)
在黄铜基体中加入不同质量分数的Ti粉，制备钛黄铜：将Cu40Zn黄铜粉与Ti粉经滚筒球磨混合60 min，然后采用SPS在750℃固化烧结，保温时间为15 min，烧结压力为30 MPa
将烧结坯体在600℃预热20 min后热挤压成直径为7 mm的棒材，挤压速度为3 mm/s，挤压比为18:1
用相同的工艺制备纯黄铜作为对照材料
制备过程的示意图，如图1所示
图1
图1钛增强Cu40Zn试样制备过程的示意图
Fig.1Diagram of the preparation process of Ti reinforced Cu40Zn specimens (unit: mm)
声明：
“钛增强Cu40Zn黄铜合金的粉末冶金制备及其力学性能” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：马晨,张鑫,潘登,郑飞洋,李树丰
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2025年05月23日 ~ 25日 
