專利名稱：鉬合金薄板生坯的輥軋制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉬合金生坯，尤其涉及鉬銅合金薄板生坯的輥軋 制備方法。
背景技術(shù)：
鉬銅合金既具有鉬的高強(qiáng)度、高硬度，低的熱膨脹系數(shù)等特性， 同時(shí)又具有銅的高塑性、良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等特點(diǎn)，在大規(guī)模集 成電路和大功率微波器件中鉬銅合金材料作為基片、嵌塊、連接件和 散熱元件得到了廣泛的應(yīng)用，其中尤以板材特別是薄板材的用量最 大。而傳統(tǒng)鉬銅合金板材的加工主要采用粉末冶金壓制厚板生坯，相 對(duì)密度較低，使得燒結(jié)后的板坯進(jìn)一步軋制加工困難，必須采用高溫 軋制、酸堿洗、多次冷加工及退火等工序，資源浪費(fèi)較大，環(huán)境污染 嚴(yán)重，而且其面積和厚度也受到了一定的限制。因此，如果能將鉬銅 合金粉末制成薄板生坯，在隨后的燒結(jié)過(guò)程中就能將雜質(zhì)元素徹底脫 除，然后再進(jìn)行軋制加工，即可制備出大面積鉬銅合金薄板材，材料 質(zhì)量和利用率均可大幅提高。因此，制備鉬銅合金薄板生坯將是該合 金材料能否承受進(jìn)一步軋制加工的關(guān)鍵。
現(xiàn)有的鉬銅合金生板坯制備的主要工藝步驟如下 (l)配粉按擬制備合金材料的成分百分比要求，將鉬及銅金屬 粉末進(jìn)行稱重配比，并進(jìn)行均勻混合；(2)壓坯采用液壓機(jī)和成形模具，將合金粉末壓制成方形或長(zhǎng) 方形厚板生坯。
從上述的步驟分析可知，現(xiàn)有的鉬合金板坯制備工藝主要存在如 下問題
(1) 厚度較大現(xiàn)有制備技術(shù)生產(chǎn)的生板坯厚度至少在20毫米以 上，無(wú)法生產(chǎn)厚度在3毫米以下的薄板生坯。
(2) 密度低:現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的生板坯的相對(duì)密度一般不超過(guò)50% 。
(3) 生產(chǎn)的不連續(xù)性采用現(xiàn)有制備技術(shù)無(wú)法制得連續(xù)的帶狀或 大面積的薄板生坯。而且一種規(guī)格生板坯，需要相應(yīng)規(guī)格的一套模具 相配套，生產(chǎn)靈活性較差。
(4) 軋制板材成品率低采用現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的生板坯經(jīng)過(guò)燒結(jié)和 冷熱加工后，損耗較大，得到的最終軋制板材成品率較低。如生產(chǎn) lmm厚的薄板，綜合成品率還不到40%。
(5) 后續(xù)加工困難，資源浪費(fèi)和環(huán)境污染嚴(yán)重現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的
生板坯由于厚度較大、相對(duì)密度較低，使得燒結(jié)后的板坯進(jìn)一步軋制 加工困難，必須采用高溫軋制、酸堿洗、多次冷加工及退火等工序， 資源浪費(fèi)較大，環(huán)境污染嚴(yán)重。
(6) 后續(xù)加工設(shè)備投資大后續(xù)加工設(shè)備占用種類和數(shù)量較多，
而且多數(shù)為大功率和大噸位的加工設(shè)備，設(shè)備投資較大。
(7) 占用場(chǎng)地大需要較大的加工場(chǎng)地，且各工序需要相互隔離。 造成現(xiàn)有技術(shù)存在以上諸多缺陷的主要原因如下
(1)生坯厚度較大采用液壓和成形模具制備鉬合金生板坯時(shí)，因薄板生坯難以脫模，現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的生板坯的厚度受到一定的限
制，難以制備厚度在3毫米以下的薄板生坯。
(2) 生坯密度較低受設(shè)備壓力和生坯面積的制約，現(xiàn)有技術(shù)生 產(chǎn)的生板坯的相對(duì)密度一般不超過(guò)50%。
(3) 生坯面積較小采用該工藝無(wú)法制得大面積的薄板生坯。
(4) 生產(chǎn)靈活性差要改變壓制生坯的尺寸，必須重新制作壓制 模具，生產(chǎn)靈活性較差。
(5) 后續(xù)加工困難現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的生板坯由于厚度較大，預(yù)燒 階段的脫脂不徹底，坯料內(nèi)部的雜質(zhì)元素和粉末表面氧化層難以通過(guò) 揮發(fā)和氫氣還原徹底去除，導(dǎo)致燒結(jié)后材料的塑性較差，在后續(xù)的加 工過(guò)程中易過(guò)早地產(chǎn)生加工硬化并導(dǎo)致材料開裂。燒結(jié)后的板坯后續(xù) 再加工困難，必須采用高溫下的大噸位壓力加工設(shè)備才能完成，造成 能耗高、成品率低、環(huán)境污染嚴(yán)重。
(6) 燒結(jié)密度不均由于鉬一銅采用液相燒結(jié)，且鉬和銅二者互 不相溶，燒結(jié)過(guò)程中易造成燒結(jié)坯料上下成分偏析。
因此，如何采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ古髁蟽?nèi)部成分分布均勻，雜質(zhì)元素 在高溫液相燒結(jié)前即徹底脫除，制備厚度小、面積大的板坯是解決現(xiàn) 有制備技術(shù)中諸多問題的較為理想的方法。
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種鉬合金薄板生坯的輥軋制 備方法，旨在解決現(xiàn)有制備技術(shù)中存在的諸多缺陷。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的
將制粒烘干后的鉬銅合金粉末進(jìn)行輥軋壓制；其中鉬含量為60-95%，銅含量為40-5%;
軋制壓力控制在30 200KN的范圍內(nèi)，軋制速度控制在 0. 1~2. Ocm/s的范圍內(nèi)，將合金粉末軋制成0. 3~2. 5mm厚且厚度和密 度均勻的薄板生坯。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是生坯厚度小，相對(duì)密度 大，可連續(xù)生產(chǎn)，生板坯及最終軋制板材的成品率高，后續(xù)再加工容 易，可用于實(shí)際生產(chǎn)中。
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述
本發(fā)明采用輥軋壓制的方法制備鉬銅薄板生坯，其主要工藝步驟
如下
將制粒烘干后的鉬銅合金粉末進(jìn)行輥軋壓制；其中鉬含量為 60-95%，銅含量為40-5%;
軋制壓力控制在30~200KN的范圍內(nèi)，軋制速度控制在 0. 1 2. Ocm/s的范圍內(nèi)，將合金粉末軋制成0. 3 2. 5mm厚且厚度和密 度均勻的薄板生坯。
將制粒的合金粉末采用輥軋制坯代替油壓制坯，可使得生板坯厚 度大為減小、面積大大增加、相對(duì)密度大為提高。
傳統(tǒng)的油壓制坯技術(shù)，須首先將粉末均勻平鋪在陰模型腔內(nèi)，然 后將陽(yáng)模放入并對(duì)其施加壓力，直至將粉末壓成塊狀坯料，再脫模取 出。由于模具與粉末之間是面接觸，受液壓機(jī)壓力限制，鉬銅合金生 坯面積不能太大，否則粉末單位面積受到的壓力就小，生坯密度太低 而無(wú)法成形和脫模。另外， 一次壓制鉬銅合金粉末亦不宜太少，生坯不能太薄，否則無(wú)法成形和脫模。而采用輥軋制坯就不存在上述問題， 因?yàn)楹辖鸱勰┖蛢善叫熊堓佒g近似為線接觸，合金粉末單位面積受 到的壓力較大，且軋輥連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，粉末連續(xù)供給，因此輥軋制坯的生 坯除其寬度受軋輥寬度的制約外，其長(zhǎng)度可不受限制的連續(xù)生產(chǎn)，尤 其是采用該技術(shù)可以生產(chǎn)出厚度很薄、密度很高且分布均勻的鉬銅合 金薄板生坯。而設(shè)備采用粉末冶金行業(yè)用于生產(chǎn)多孔板帶的常規(guī)粉末 軋機(jī)即可。
實(shí)施例h
將制粒烘干后的80%鉬和20%銅含量的合金粉末進(jìn)行輥軋制坯；
軋制壓力控制在50KN，軋制速度控制在1.8cm/s，將合金粉末輥 軋壓制成1. Oram厚的薄板生坯。 實(shí)施例2:
將制粒烘干后的85%鉬和15%銅含量的合金粉末進(jìn)行輥軋制坯； 軋制壓力控制在IOOKN，軋制速度控制在1.4cm/s，將合金粉末 輥軋壓制成1. 2mm厚的薄板生坯。 實(shí)施例3:
將制粒烘干后的90%鉬和10%銅含量的合金粉末進(jìn)行輥軋制坯； 軋制壓力控制在150KN,軋制速度控制在1.0cm/s，將合金粉末 輥軋壓制成1. 4mm厚的薄板生坯。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)-
(l)生產(chǎn)周期短生產(chǎn)同樣數(shù)量的生板坯所用的時(shí)間是現(xiàn)有技術(shù) 所用時(shí)間的1/5。(2) 生板坯的厚度小、相對(duì)密度大。
(3) 成品率高可根據(jù)成品要求，靈活調(diào)整坯料尺寸，最大限度地減少邊角料損耗，且坯料不良品和邊角料可直接回收再利用，原材料利用率較高。
(4) 可用于工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)。
(5) 設(shè)備投資小設(shè)備占用種類和數(shù)量較少，而且設(shè)備功率和噸位較小，設(shè)備投資費(fèi)用較低。
(6) 占用場(chǎng)地小可在較小的加工場(chǎng)地上完成生產(chǎn)過(guò)程。
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權(quán)利要求
1. 一種鉬合金薄板生坯的輥軋制備方法，是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的將制粒烘干后的鉬銅合金粉末進(jìn)行輥軋壓制；其中鉬含量為60-95％，銅含量為40-5％；軋制壓力控制在30～200KN的范圍內(nèi)，軋制速度控制在0.1～2.0cm/s的范圍內(nèi)，將合金粉末軋制成0.3～2.5mm厚且厚度和密度均勻的薄板生坯。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉬合金薄板生坯的輥軋制備方法，其 中將制粒烘干后的80%鉬和20%銅含量的合金粉末進(jìn)行輥軋制坯；軋制壓力控制在50KN，軋制速度控制在1.8cm/s，將合金粉末輥 軋壓制成1. Omm厚的薄板生坯。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉬合金薄板生坯的輥軋制備方法，其 中將制粒烘干后的85%鉬和15%銅含量的合金粉末進(jìn)行輥軋制坯；軋制壓力控制在100KN,軋制速度控制在1.4cm/s，將合金粉末 輥軋壓制成1. 2mm厚的薄板生坯。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉬合金薄板生坯的輥軋制備方法，其 中-將制粒烘干后的90%鉬和10%銅含量的合金粉末進(jìn)行輥軋制坯；軋制壓力控制在150KN，軋制速度控制在1.0cm/s，將合金粉末 輥軋壓制成1. 4mm厚的薄板生坯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鉬合金薄板生坯的輥軋制備方法，是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的將制粒烘干后的鉬銅合金粉末進(jìn)行輥軋壓制；其中鉬含量為60-95％，銅含量為40-5％；軋制壓力控制在30～200KN的范圍內(nèi)，軋制速度控制在0.1～2.0cm/s的范圍內(nèi)，將合金粉末軋制成0.3～2.5mm厚且厚度和密度均勻的薄板生坯；本發(fā)明的有益效果是生坯厚度小，相對(duì)密度大，可連續(xù)生產(chǎn)，生板坯及最終軋制板材的成品率高，后續(xù)再加工容易，可用于實(shí)際生產(chǎn)中。
文檔編號(hào)B22F3/18GK101462167SQ20071017247
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2007年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月18日
發(fā)明者劉曉明, 朱玉斌, 寧 楊, 汪維金, 詹土生, 賀朝君 申請(qǐng)人:上海大學(xué);上海六晶金屬科技有限公司