一種多層金屬快速復合工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多層金屬快速復合工藝，包括以下步驟：將金屬型材的表面進行預處理；將多層預處理后的金屬型材疊在一起并放在壓頭之間，疊在一起的金屬型材為不同金屬材料，壓頭通電，電流產(chǎn)生的熱量將金屬型材快速加熱到預設溫度，且同時在壓頭之間施加壓力，金屬型材復合成一體；其中，加熱功率為10kw?300kw，預設溫度為400℃?2200℃，壓力為5MPa?600MPa。采用本發(fā)明，可以復合多種金屬板材，具有結合強度高，無氧化，板材之間無空隙，復合速度快，生產(chǎn)周期短，成本低，可靠性高等優(yōu)點。
【專利說明】
一種多層金屬快速復合工藝
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及金屬復合制造領域，尤其涉及一種多層金屬快速復合工藝。
【背景技術】
[0002] 不同金屬材料之間浸潤性差、難復合?，F(xiàn)有的復合工藝難以滿足不同金屬材料的 復合要求。例如:大功率電子器件的散熱要求比較高，散熱襯底要求低熱膨脹系數(shù)、高熱導 率。銅具有高熱導率，但熱膨脹系數(shù)太大。鉬熱膨脹系數(shù)低，但熱導率也較低。鉬和銅如果能 夠復合在一起，則同時兼具高熱導率和低熱膨脹系數(shù)的特性，但銅和鉬之間材料浸潤性非 常差，很難復合在一起，本發(fā)明將解決這個問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術問題在于，提供一種多層金屬快速復合工藝，可以解決不 同金屬材料之間浸潤性差、難復合的問題。
[0004] 為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種多層金屬快速復合工藝，包括以下步 驟： 將金屬型材的表面進行預處理； 將多層預處理后的金屬型材疊在一起并放在壓頭之間，疊在一起的金屬型材為不同金 屬材料，壓頭通電，電流產(chǎn)生的熱量將金屬型材快速加熱到預設溫度，且同時在壓頭之間施 加壓力，金屬型材復合成一體； 其中，加熱功率為10kw-300kw，預設溫度為400°C-2200°C，壓力為5MPa-600MPa。
[0005] 作為上述方案的改進，所述金屬型材為板材，所述金屬型材選用鉬板、銅板、鎢板、 鋼板、鋁板、鎳板、鉬銅板、鎢銅板或可伐合金板。
[0006] 作為上述方案的改進，所述金屬型材為鉬板、銅板。
[0007] 作為上述方案的改進，加熱功率為20kw-200kw，壓力為10MPa-600MPa，復合過程的 升溫時間為lmin_60min。
[0008] 作為上述方案的改進，所述壓頭為石墨壓頭，所述壓頭的面積為〇.〇lm2-l m2,所述 壓頭通直流電。
[0009] 作為上述方案的改進，單層金屬型材的厚度范圍為0. 復合后的金屬型 材總厚度為0.2mm-100mm，金屬型材的面積為0.01m2_l m2。
[0010] 作為上述方案的改進，金屬型材的層數(shù)為2-100層。
[0011] 作為上述方案的改進，金屬型材的復合過程在氫氣、氫氮混合氣，氫氬混合氣或者 真空環(huán)境下進行。
[0012] 作為上述方案的改進，預設溫度為500°c-2000°c。
[0013] 作為上述方案的改進，所述預處理包括:用4%-35%的鹽酸在30°C-98°C的溫度范圍 內(nèi)浸泡lm i n-30m i η，去除金屬型材表面的氧化物和臟污物。
[0014] 實施本發(fā)明實施例，具有如下有益效果： 本發(fā)明可以復合多種金屬板材，具有結合強度高，無氧化，板材之間無空隙，復合速度 快，生產(chǎn)周期短，成本低，可靠性高等優(yōu)點，可以根據(jù)不同的功能需求復合不同的金屬板材。
【附圖說明】
[0015] 圖1是本發(fā)明金屬復合型材第一實施例的結構示意圖。
[0016] 圖2是本發(fā)明金屬復合型材第二實施例的結構示意圖。
[0017] 圖3是本發(fā)明金屬復合型材第三實施例的結構示意圖。
[0018] 圖4是本發(fā)明金屬復合型材第四實施例的結構示意圖。
[0019] 圖5是本發(fā)明金屬復合型材第五實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020] 為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明作進一 步地詳細描述。
[0021] 本發(fā)明提供了一種多層金屬快速復合工藝，包括以下步驟： 一、將金屬型材的表面進行預處理； 具體的，所述預處理包括：用4 % - 3 5 %的鹽酸在3 0 °C - 9 8 °C的溫度范圍內(nèi)浸泡1 m i η -30min，去除金屬型材表面的氧化物和臟污物，有利于提高結合強度，保證金屬型材之間無 空隙，且無氧化。
[0022]二、將多層預處理后的金屬型材疊在一起并放在壓頭之間，疊在一起的金屬型材 為不同金屬材料，壓頭通電，電流產(chǎn)生的熱量將金屬型材快速加熱到預設溫度，且同時在壓 頭之間施加壓力，金屬型材復合成一體。
[0023] 其中，加熱功率為10kw_300kw，預設溫度為400°C-2200°C，壓力為5MPa_600MPa。優(yōu) 選的，加熱功率為20kw-200kw，預設溫度為500°C_2000°C。壓力為10MPa-600MPa，復合過程 的升溫時間為lmin-60min。更佳的，加熱功率為50kw-200kw，預設溫度為1000°C-1800°C。壓 力為100MPa-600MPa，復合過程的升溫時間為lmin-20min。
[0024]所述金屬型材為板材，所述金屬型材選用鉬板、銅板、鎢板、鋼板、鋁板、鎳板、鉬銅 板、鎢銅板或可伐合金板。優(yōu)選的，所述金屬型材為鉬板、銅板。金屬型材的層數(shù)既可以是兩 層，也可以是多層。優(yōu)選的，金屬型材為2-100層。
[0025]單層金屬型材的厚度范圍為0 . 復合后的金屬型材總厚度為0.2mm- 100mm，金屬型材的面積為0.01m2_l m2。
[0026] 需要說明的是，可伐合金也稱鐵鎳鈷合金，用于真空電子，電力電子等行業(yè)的器件 使用。
[0027] 所述壓頭為石墨壓頭，所述壓頭的面積與金屬型材的面積相適配，所述壓頭的面 積為0.01m2-l m2,所述壓頭通直流電。
[0028] 金屬型材的復合過程優(yōu)選在氫氣、氫氮混合氣，氫氬混合氣或者真空環(huán)境下進行， 有利于提高結合強度，結合強度高達50MPa-350Mpa，保證金屬板材之間無空隙，無氧化，可 靠性高。
[0029] 下面以具體實施例進一步闡述本發(fā)明 實施例1 一、 將鉬板、銅板用35%的鹽酸在30°C的溫度范圍內(nèi)浸泡lmin，去除金屬型材表面的氧 化物和臟污物； 二、 將預處理后的鉬板103、銅板104、銅板105按圖1所示的結構疊在一起并放在上壓頭 101、下壓頭102之間，壓頭通電，在氫氣氛圍下將金屬型材快速加熱到1050°C，加熱功率為 100kw，升溫時間為lmin，且同時在壓頭之間施加壓力lOOMPa，金屬型材復合成一體。
[0030] 實施例2 一、 將鉬板、銅板用1 〇%的鹽酸在50 °C的溫度范圍內(nèi)浸泡1 Omin，去除金屬型材表面的氧 化物和臟污物； 二、 將預處理后的鉬板103、銅板104按圖2所示的結構疊在一起并放在上壓頭101、下壓 頭102之間，壓頭通電，在氫氬混合氣的環(huán)境下將金屬型材快速加熱到1000°C，加熱功率為 80kw，升溫時間為5min，且同時在壓頭之間施加壓力200MPa，金屬型材復合成一體。
[0031] 實施例3 一、 將銅板、鎢板用15%的鹽酸在60 °C的溫度范圍內(nèi)浸泡15min，去除金屬型材表面的氧 化物和臟污物； 二、 將預處理后的鎢板103、銅板104、銅板105按圖3所示的結構疊在一起并放在上壓頭 101、下壓頭102之間，壓頭通電，在真空環(huán)境下將金屬型材快速加熱到1000°C，加熱功率為 200kw，升溫時間為8min，且同時在壓頭之間施加壓力300MPa，金屬型材復合成一體。
[0032] 實施例4 一、 將鎢銅板、銅板用25%的鹽酸在70 °C的溫度范圍內(nèi)浸泡20min，去除金屬型材表面的 氧化物和臟污物； 二、 將預處理后的鎢銅板103、鎢銅板106、銅板104、銅板105、銅板107按圖4所示的結構 疊在一起并放在上壓頭101、下壓頭102之間，壓頭通電，在氫氣、氫氮混合氣的環(huán)境下將金 屬型材快速加熱到1070°C，加熱功率為150kw，升溫時間為10min，且同時在壓頭之間施加壓 力250MPa，金屬型材復合成一體。
[0033] 實施例5 一、 將可伐合金板、鎳板用4%的鹽酸在98 °C的溫度范圍內(nèi)浸泡lmin-30min，去除金屬型 材表面的氧化物和臟污物； 二、 將預處理后的可伐合金板103、鎳板104、銅板105按圖5所示的結構疊在一起并放在 上壓頭101、下壓頭102之間，壓頭通電，在真空環(huán)境下將金屬型材快速加熱到2000°C，加熱 功率為300kw，升溫時間為20min，且同時在壓頭之間施加壓力600MPa，金屬型材復合成一 體。
[0034] 將實施例1-5所得的復合金屬型材做技術檢測，結果如下:_
' 綜上，本發(fā)明可以復合多種金屬板材，具有結合強度高，無氧化，板材之間無空隙，復合^ 速度快，生產(chǎn)周期短，成本低，可靠性高等優(yōu)點，可以根據(jù)不同的功能需求復合不同的金屬 板材。
[0035]最后所應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對本發(fā)明保 護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當 理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的實質 和范圍。
【主權項】
1. 一種多層金屬快速復合工藝，其特征在于，包括以下步驟： 將金屬型材的表面進行預處理； 將多層預處理后的金屬型材疊在一起并放在壓頭之間，疊在一起的金屬型材為不同金 屬材料，壓頭通電，電流產(chǎn)生的熱量將金屬型材快速加熱到預設溫度，且同時在壓頭之間施 加壓力，金屬型材復合成一體； 其中，加熱功率為10kw-300kw，預設溫度為400°c-2200°c，壓力為5MPa-600MPa。2. 如權利要求1所述多層金屬快速復合工藝，其特征在于，所述金屬型材為板材，所述 金屬型材選用鉬板、銅板、鎢板、鋼板、鋁板、鎳板、鉬銅板、鎢銅板或可伐合金板。3. 如權利要求2所述多層金屬快速復合工藝，其特征在于，所述金屬型材為鉬板、銅板。4. 如權利要求1所述多層金屬快速復合工藝，其特征在于，加熱功率為20kw-200kw，壓 力為10MPa-600MPa，復合過程的升溫時間為lmin-60min。5. 如權利要求1所述多層金屬快速復合工藝，其特征在于，所述壓頭為石墨壓頭，所述 壓頭的面積為0.Olm2-I m2,所述壓頭通直流電。6. 如權利要求1所述多層金屬快速復合工藝，其特征在于，單層金屬型材的厚度范圍為 0.1 mm-IOmm，復合后的金屬型材總厚度為0.2mm-100mm，金屬型材的面積為0.0 lm2-I m2。7. 如權利要求1所述多層金屬快速復合工藝，其特征在于，金屬型材的層數(shù)為2-100層。8. 如權利要求1所述多層金屬快速復合工藝，其特征在于，金屬型材的復合過程在氫 氣、氫氮混合氣，氫氬混合氣或者真空環(huán)境下進行。9. 如權利要求1所述多層金屬快速復合工藝，其特征在于，預設溫度為500 °C-2000 °C。10. 如權利要求1-9任一項所述多層金屬快速復合工藝，其特征在于，所述預處理包括： 用4%-35%的鹽酸在30°C_98°C的溫度范圍內(nèi)浸泡lmin-30min，去除金屬型材表面的氧化物 和臟污物。
【文檔編號】B32B15/01GK105946312SQ201610464197
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月24日
【發(fā)明人】馬文珍, 王寧, 劉凱, 戴高環(huán), 張偉, 張耀輝
【申請人】佛山華智新材料有限公司