Cu40Zn雙相(α+β)黃銅有低成本、優良的導電導熱性、較高的耐蝕性、良好的加工性、適當的強度和抗疲勞性等優點，可用于制造海洋機械、電子電器、儀表器件和管道閥門等設備[1,2,3]
但是，隨著裝備制造業的迅猛發展對黃銅性能的要求不斷提高，特別是要求其具有高強度高延性等性能
合金化是提高黃銅力學性能的主要方法[4]
根據銅合金二元相圖，Cr、Fe、Ti、Zr、Mg、Sn等合金元素在銅中的固溶度隨著溫度的降低而迅速下降，隨之發生的固溶和析出可改善黃銅的力學性能[5,6,7,8,9]
Ti在銅中的固溶度很低，其含量(質量分數)高于0.2%就會生成析出相
Ti與Cu能生成多種金屬間化合物(例如CuTi、CuTi2、Cu2Ti、Cu4Ti3、CuTi4)且其在Cu中的固溶度隨著溫度的升高而提高，因此可通過固溶強化和析出強化提高黃銅的力學性能[10]
與鑄造和鍛造技術相比，用粉末冶金制備在高溫熔煉條件下容易分解或燒損的材料有較高的工藝靈活性[11,12]
研究粉末冶金法，可揭示黃銅和鈦在固-固反應條件下不同金屬間化合物的生成及其機理
基于此，本文用粉末冶金法將Ti和Cu40Zn粉末混合后用放電等離子燒結(Spark plasma sintering, SPS)成型隨后進行熱擠壓，研究在固相燒結條件下添加Ti對黃銅的物相、微觀組織、界面結構以及力學性能的影響，并揭示Ti與黃銅的反應過程以及固溶和析出強化的機理
1 實驗方法
實驗用材料有用水霧化制備的不規則近球形Cu40Zn黃銅粉(純度高于99.9%，氧含量低于0.1%)、用氫化脫氫法制備的Ti粉(純度高于99.9%，質量分數)
在黃銅基體中加入不同質量分數的Ti粉，制備鈦黃銅：將Cu40Zn黃銅粉與Ti粉經滾筒球磨混合60 min，然后采用SPS在750℃固化燒結，保溫時間為15 min，燒結壓力為30 MPa
將燒結坯體在600℃預熱20 min后熱擠壓成直徑為7 mm的棒材，擠壓速度為3 mm/s，擠壓比為18:1
用相同的工藝制備純黃銅作為對照材料
制備過程的示意圖，如圖1所示
圖1
圖1鈦增強Cu40Zn試樣制備過程的示意圖
Fig.1Diagram of the preparation process of Ti reinforced Cu40Zn specimens (unit: mm)
聲明：
“鈦增強Cu40Zn黃銅合金的粉末冶金制備及其力學性能” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：馬晨,張鑫,潘登,鄭飛洋,李樹豐
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2025年07月09日 ~ 11日 
