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本技术提供了一种多步法原位合成TiB2ZrB2复相陶瓷增强铜基复合材料及其制备方法和应用。本技术提供的复合材料包括原位合成的TiB2ZrB2复相陶瓷增强相、铜基体相和包覆于所述TiB2ZrB2复相陶瓷增强相表面的镍润湿相，表面包覆镍润湿相的TiB2ZrB2复相陶瓷增强相分散于铜基体相的内部和表面。本技术提供的复合材料具有优异导电性能和硬度性能，且增强相分布在基体相的表面或内部，将其作为点焊电极应用时，即使修磨对点焊电极的寿命也几乎无影响。
技术要求
1.一种多步法原位合成TiB2-ZrB2复相陶瓷增强铜基复合材料，包括TiB2-ZrB2复相陶瓷增
强相、铜基体相和包覆于所述TiB2-ZrB2复相陶瓷增强相表面的镍润湿相，表面包覆镍润湿相的TiB2-ZrB2复相陶瓷增强相分散于铜基体相的内部和表面。
2.如权利要求1所述的多步法原位合成TiB2-ZrB2复相陶瓷增强铜基复合材料，其特征在
于，所述TiB2-ZrB2复相陶瓷增强相和铜基体相的质量比为1：48～50。
3.一种多步法原位合成TiB2-ZrB2复相陶瓷增强铜基复合材料的制备方法，由以下步骤组
成:
1)将钛单质、锆单质和硼单质进行球磨，得到TiB2-ZrB2复相陶瓷前驱体；2)在所述TiB2-ZrB2复相陶瓷前驱体的表面进行化学镀镍，得到镍润湿增强颗粒；3)将所述镍润湿增强颗粒与铜源混合球磨，得到球磨混合料；
4)对所述球磨混合料进行冷压，得到压坯；5)将所述压坯在无氧气氛中进行烧结，得到烧结体；
6)将所述烧结体进行锻压，得到多步法原位合成TiB2-ZrB2复相陶瓷增强铜基复合材料。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述钛单质、锆单质和硼单质的摩尔比为1:1:4。
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中球磨的速度为300～500r/min，球磨的时间为12～24h。
6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中化学镀镍用的镀镍溶液的温
度为40～50℃，所述镀镍溶液的pH值为9～11。
7.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中球磨的速度为100～200r/min，球磨的时间为5～10h。
8.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤5)中烧结的温度为900～1050℃，
烧结的时间为10～30min。
9.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤6)中锻压的温度为500～550℃。10.权利要求1或2所述多步法原位合成TiB2-ZrB2复相陶瓷增强铜基复合材料或权利要求3
～9任一项所述制备方法制备得到的多步法原位合成TiB2-ZrB2复相陶瓷增强铜基复合材料作为点焊电极材料的应用，将所述TiB2-ZrB2复相陶瓷增强铜基复合材料依次进行机加工和冷挤压，得到点焊电极。
技术说明书
一种多步法原位合成硼化钛-硼化锆复相陶瓷增强铜基复合 材料及其制备方法和应用技术领域
本技术属于金属基复合材料技术领域，特别涉及一种多步法原位合成TiB2-ZrB2复相陶瓷增强铜基复合材料及其制备方法和应用。背景技术
汽车生产过程中离不开电阻点焊，生产客运汽车需要焊3000点/辆，生产轿车则需要7000～12000点/辆；点焊一点的成本按5美分计算，客运汽车的点焊成本达到150美元，轿车的点焊成本则达到350～600美元，占车辆生产成本的1/2～3/4，这促使人们不断研究新的点焊电极材料，以降低汽车生产过程中点焊的成本。
点焊过程中，点焊电极在机械力和热的作用下，不可避免的会发生塑性变形，点焊电极发生塑性变形后，会导致电流密度降低，减少电流产生的焦耳热，最终影响焊点质量，因此，塑性变形成为点焊电极失效的主要因素之一。为抑制点焊电极的塑性变形，延长其使用寿命，研究者将具有增强材料耐磨性能作用的组分应用于点焊电极材料的制备。目前已有将TiC、TiB2和ZrB2等增强相涂覆于铜基体表面的复合材料，该类材料一定程度上提高了电焊电极材料的耐磨性，但点焊电极使用过程中会产生一定的变形，需要修磨，点焊电极一旦修磨，涂覆于铜基体表面的增强相受损就无法继续发挥其原来的增强作用。技术内容
为解决上述问题，本技术提供了一种多步法原位合成TiB2-ZrB2复相陶瓷增强铜基复合材料及其制备方法和应用，本技术提供的多步法原位合成TiB2-ZrB2复相陶瓷增强铜基复合材料的耐磨性不受修磨的影响。
为实现以上目的，本技术提供以下技术方案：
本技术提供了一种多步法原位合成TiB2-ZrB2复相陶瓷增强铜基复合材料，包括TiB2-
ZrB2复相陶瓷增强相、铜基体相和包覆于所述TiB2-ZrB2复相陶瓷增强相表面的镍润湿
相，表面包覆镍润湿相的TiB2-ZrB2复相陶瓷增强相分散于铜基体相的内部和表面。优选地，所述TiB2-ZrB2复相陶瓷增强相、铜基体相的质量比为1：48～50。
本技术还提供了一种多步法原位合成TiB2-ZrB2复相陶瓷增强铜基复合材料的制备方法，包括以下步骤:
1)将钛单质、锆单质和硼单质进行球磨，得到TiB2-ZrB2复相陶瓷前驱体；2)在所述TiB2-ZrB2复相陶瓷前驱体的表面进行化学镀镍，得到镍润湿增强颗粒；3)将所述镍润湿增强颗粒与铜源混合球磨，得到球磨混合料；4)对所述球磨混合料进行冷压，得到压坯；5)将所述压坯在无氧气氛中进行烧结，得到烧结体；
6)将所述烧结体进行锻压，得到多步法原位合成TiB2-ZrB2复相陶瓷增强铜基复合材料。
优选地，所述钛单质、锆单质和硼单质的摩尔比为1:1:4。
优选地，所述步骤1)中球磨的速度为300～500r/min，球磨的时间为12～24h。
优选地，所述步骤2)中化学镀镍用的镀镍溶液的温度为40～50℃，所述镀镍溶液的pH值为9～11。
优选地，所述步骤3)中球磨的速度为100～200r/min，球磨的时间为5～10h。优选地，所述步骤5)中烧结的温度为900～1050℃，烧结的时间为10～30min。优选地，所述步骤6)中锻压的温度为500～550℃。
本技术还提供了上述技术方案所述的多步法原位合成TiB2-ZrB2复相陶瓷增强铜基复合材料或上述技术方案所述制备方法制备得到的多步法原位合成TiB2-ZrB2复相陶瓷增强铜基复合材料作为点焊电极材料的应用，将所述多步法原位合成TiB2-ZrB2复相陶瓷增强铜基复合材料依次进行机加工和冷挤压，得到点焊电极。
本技术提供的多步法原位合成TiB2-ZrB2复相陶瓷增强铜基复合材料，包括TiB2-ZrB2复相陶瓷增强相、铜基体相和包覆于所述TiB2-ZrB2复相陶瓷增强相表面的镍润湿相，表面包覆镍润湿相的TiB2-ZrB2复相陶瓷增强相分散于铜基体相的内部和表面。本技术将镍润湿相包覆于TiB2-ZrB2复相陶瓷增强相的表面，能提高TiB2-ZrB2复相陶瓷增强相与铜基体相的润湿性；此外，包覆镍润湿相的TiB2-ZrB2复相陶瓷增强相分散于铜基体相的内部和表面，材料在使用中即使经过修磨，材料的硬度也不会产生明显影响，相对于目前已有的表面强化技术提高点焊电极寿命的方案而言更具优势。
实施例结果表明，本技术提供的多步法原位合成TiB2-ZrB2复相陶瓷增强铜基复合材料的
HV50g硬度达到260以上，电导率达到85％IACS；经过修磨后，复合材料的HV50g硬度仍
能达到250左右，使用本技术所制备点焊电极寿命得以明显提高，最高可达2800点左右，说明本技术提供的多步法原位合成TiB2-ZrB2复相陶瓷增强铜基复合材料具有较高的耐磨性；本技术提供的多步法原位合成TiB2-ZrB2复相陶瓷增强铜基复合材料作为点焊电极应用时，第一次使用寿命与涂层点焊电极材料的寿命相当，但点焊电极在经过工艺要求修磨后，本申请的点焊电极寿命仍维持在较高水平，而涂层点焊电极材料的电极寿命则显著降低，说明本技术提供的复合材料的耐磨性不受修磨的影响。附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。图1为对比例1制备得到的铜点焊电极材料金相照片；图2为对比例2制备得到的铜复合材料金相照片；图3为对比例3制备得到的铜复合材料金相照片；
图4为实施例1制备得到的多步法原位合成TiB2-ZrB2复相陶瓷增强铜基复合材料金相照片；
图5为实施例2制备得到的多步法原位合成TiB2-ZrB2复相陶瓷增强铜基复合材料金相照片；
多步法原位合成硼化钛-硼化锆复相陶瓷增强铜基复合材料及其设备制作方法和应用与制作流程
