一種低溫?zé)Y(jié)鎢骨架制備鎢銅合金的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低溫?zé)Y(jié)鎢骨架制備鎢銅合金的方法，采用純度為99.9%、粒度為1~7μm的鎢粉，和占所用粉末總質(zhì)量百分比5%~20%、粒度為1~15μm的WOx粉，濕磨均勻混合后干燥過篩。混合粉通過等靜壓成型得到壓坯，燒結(jié)得到鎢骨架后，計算滲銅量，將純度>99.5%的純銅板裁成與骨架表面尺寸相同的銅片置于鎢骨架上，放入管式爐中，在氫氣的氛圍下升溫至1200~1400℃進(jìn)行滲銅，所得鎢銅合金的銅為15wt%~40wt%、余量為鎢，且具有98%以上的高致密度，適合于電觸頭和電極材料、電子封裝材料、高溫發(fā)汗材料等。
【專利說明】一種低溫?zé)Y(jié)鎢骨架制備鎢銅合金的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鎢銅復(fù)合材料的制備，特別提供了一種低溫?zé)Y(jié)鎢骨架制備鎢銅合金的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鎢銅合金是一種由體心立方結(jié)構(gòu)的鎢顆粒和面心立方結(jié)構(gòu)的銅粘結(jié)相組成的既不互相固溶也不形成金屬間化合物的一種復(fù)合材料，通常被稱為偽合金或假合金。它綜合了鎢和銅各自的特性，如高的高溫強(qiáng)度、高的導(dǎo)電導(dǎo)熱性、好的抗電蝕性、較高的硬度、低的熱膨脹系數(shù)和一定的塑性等，并且可以通過其組成比例的改變，控制和調(diào)整它們各個相應(yīng)的機(jī)械和物理的性能。此外，鎢銅復(fù)合材料兼具鎢、銅的優(yōu)點，可以滿足許多領(lǐng)域材料的使用要求。如:鎢的抗熔焊性能和抗侵蝕能力好，銅的導(dǎo)電性能好，兩者結(jié)合用于真空斷路器，可以滿足真空斷路器大容量開斷要求；鎢的線膨脹系數(shù)小，銅的導(dǎo)熱性能好，鎢銅復(fù)合材料用作大規(guī)模集成電路和微波器件中的散熱元件，可以有效減少因散熱不足和線膨脹系數(shù)差異導(dǎo)致的應(yīng)力問題，延長電子元件的使用壽命。因此，它可以廣泛應(yīng)用于航天、電子、機(jī)械、電器等各個工業(yè)部門，特別是一些高技術(shù)的領(lǐng)域。
[0003]熔滲法制備鎢銅材料是先制備具有一定密度和強(qiáng)度的多孔鎢骨架，再滲以熔點相對較低的銅，利用毛細(xì)管作用使銅填充入鎢骨架中，從而形成致密的鎢銅復(fù)合材料。熔滲法制備鎢銅復(fù)合材料的關(guān)鍵之一是制備結(jié)構(gòu)均勻、對銅的潤濕性好、雜質(zhì)含量少、具有一定數(shù)量連通孔隙的鎢骨架。為了使鎢骨架具備網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通常采用鎢骨架高溫預(yù)燒結(jié)法，它是先將鎢粉在較低的壓力下壓制成相對密度較低的生坯，然后在2000°C左右的溫度下經(jīng)較長時間燒結(jié)，得到所需相對密度的鎢骨架。該工藝的不足之處是燒結(jié)溫度高，燒結(jié)時間長，閉孔較多，熔滲后的鎢銅復(fù)合材料相對密度較低，能耗大，對設(shè)備的要求高，工藝難于控制。由于鎢與銅之間幾乎沒有溶解度且銅對鎢的潤濕性差，采用熔滲法制備高銅含量的鎢銅合金時，所得鎢骨架強(qiáng)度與合金致密度均較低。而在鎢中添加Fe、Co、Ni等活化元素，雖然能改善鎢骨架燒結(jié)，但會大大降低鎢銅材料的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種低溫?zé)Y(jié)鎢骨架制備銅為15wt%~40wt%、余量為鎢的鎢銅合金的方法，其可以獲得98%以上的高致密度，適合于電觸頭和電極材料、電子封裝材料、高溫發(fā)汗材料等。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
一種低溫?zé)Y(jié)鎢骨架制備鎢銅合金的方法，其制備過程如下:
在鎢粉中加入占所用(鎢粉+WO2)粉末總質(zhì)量百分比5%~20%的WOx粉，濕磨均勻混合6~8小時；
混合粉干燥過篩后，在15(T200MPa的壓力下等靜壓成型，得到壓坯；
將壓坯置于管式爐中，在干氫氣保護(hù)下在130(Tl50(rC保溫2~2.5小時進(jìn)行燒結(jié)，得到鎢骨架；
測定燒結(jié)后骨架的質(zhì)量Μ、體積V，則骨架的實際密度
【權(quán)利要求】
1.一種低溫?zé)Y(jié)鎢骨架制備鎢銅合金的方法，其特征在于其制備過程如下: 在鎢粉中加入占所用鎢粉+WOx粉末總質(zhì)量百分比5%~20%的WOx粉，濕磨均勻混合6~8小時； 混合粉干燥過篩后，在15(T200MPa的壓力下等靜壓成型，得到壓坯； 將壓坯置于管式爐中，在干氫氣保護(hù)下在130(Tl50(rC保溫2~2.5小時進(jìn)行燒結(jié)，得到鎢骨架； 測定燒結(jié)后骨架的質(zhì)量Μ、體積V，則骨架的實際密度^=#，計算其孔隙度2 =,進(jìn)而計算滲銅量m =-1XfrXpai ,其中Pw為鶴的理論密度、Pcu為銅的理論
Pw密度； 根據(jù)上述公式計算 骨架所需滲銅量，并以滲銅量的1.1.2倍將純銅板裁成與骨架表面尺寸相同的銅片； 將銅片置于鎢骨架上，放入管式爐中，在氫氣的氛圍下升溫至120(Tl40(rC進(jìn)行滲銅，保溫廣2小時即得到銅的質(zhì)量百分比為15%~40%、余量為鎢的鎢銅合金。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫?zé)Y(jié)鎢骨架制備鎢銅合金的方法，其特征在于:所用鎢粉純度為99.9%、粒度為f 7 μ m ;所用WOx粉粒度為f 15 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫?zé)Y(jié)鎢骨架制備鎢銅合金的方法，其特征在于:所用銅板純度>99.5%。
【文檔編號】C22C1/08GK103981389SQ201410204907
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】許龍山, 劉興軍, 林麗璀, 胡柏新, 吳玉蓉 申請人:廈門理工學(xué)院