[發明專利]鎢銅合金薄板的冷軋方法

有效

• 申請號: 201010177489.1
• 申請日: 2010-05-18
• 公開（公告）號: CN101862751A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 李建;朱玉斌
• 申請（專利權）人: 上海六晶金屬科技有限公司
• 主分類號: B21B1/22
• 分類號: B21B1/22;B21B37/46;B21B37/56;B21B37/58
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 胡美強

技術領域

本發明涉及一種鎢銅合金薄板的冷軋方法。

背景技術

鎢銅合金材料既具有鎢的高強度、高硬度、低膨脹系數等特性，同時又具有銅的高塑性、良好的導電和導熱性等特性，在大規模集成電路和大功率微波器件中，鎢銅合金材料作為基片、嵌塊、連接件和散熱元件得到迅速發展。但是，鎢銅合金在作為電子封裝材料使用時，密度需大于98％理論密度，才能保證高的導熱性，因此提高鎢銅合金的致密度是保證鎢銅合金材料性能的關鍵。

現有的鎢銅合金材料加工的主要技術包括以下幾種：

(1)熱煅+冷鍛處理法；該方法利用鍛壓機械對鎢銅合金坯料施加壓力，加工溫度高于銅的再結晶溫度使其產生塑性變形以獲得高密度合金材料，然后按照產品要求再經過常溫鍛壓得到所需規格材料。

(2)熱壓+復壓精整處理法；該方法在鎢銅合金燒結同時施加單向壓力，得到相對密度較高的合金，之后為達到所需尺寸，再對燒結合金材料進行復壓。

(3)熱軋+復壓精整處理法；該方法通過在高于銅的再結晶溫度時，對鎢銅燒結合金在熱軋機上進行軋制來提高合金的密度，然后再根據要求尺寸對鎢銅合金進行復壓。

然而，仔細分析上述處理方法技術可知，現有鎢銅合金的加工處理方法均存在一系列問題，首先涉及的問題就是生產周期過長，一般有2～3道生產工序，以生產厚度為1mm以下的鎢銅合金薄板為例，其生產周期至少在2～5天以上；二是能耗高：熱鍛、熱軋、退火等工序須采用大功率的高溫加熱爐，能耗較高；并且現有技術方法的成品率低，在高溫加工時極易產生開裂報廢，以生產1mm厚度的鎢銅合金薄板為例，其綜合成品率僅約50％；另外，現有技術方法的使用設備投資大，種類和數量較多，而且多數為大功率和大噸位的加工設備，需要較大的加工場地。

分析上述現有各技術方法存在以上諸多缺陷的主要原因在于鎢銅合金材料的塑性較低，當對其熱加工變形時，由于鎢銅兩相的強度、硬度、塑性和熱膨脹系數差異較大，熱加工時易產生塑性變形不協調，并產生界面開裂；而與此同時，當對其冷加工變形時，首先鎢銅合金表面受力產生加工硬化，隨著表面強度的提高帶動內部受力從而提高其密度，但當表面受力增大到其極限應力時合金材料會產生界面開裂；另外一點還在于，當鎢銅合金用作電子封裝材料時，鎢銅合金材料的厚度較薄，而現有燒結所得合金板坯一般較厚，在制備板坯的燒結過程中其坯料內部雜質元素難以通過揮發和氫氣還原徹底去除，導致其塑性較差，而且較厚的板坯需要多次熱加工工序來達到所需厚度，這樣也使得板坯在加工過程中易產生加工硬化并導致材料開裂。

因此，如何采用適當的方法使鎢銅合金避開熱加工工序，并且能夠直接通過冷加工得到所需厚度是克服現有技術缺陷的關鍵，也是本領域技術人員亟待解決的技術問題之一。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服了現有技術中鎢銅合金薄板生產周期過長、能耗高、成品率低、在高溫加工時極易產生開裂報廢，并且設備投資大，種類和數量較多，多數為大功率和大噸位的加工設備，需要較大的加工場地等缺陷。提供了一種鎢銅合金薄板的冷軋方法。該方法能顯著提高鎢銅合金的冷加工塑性、連續生產周期短、能耗低、生產效率高、設備投資小、占用場地小，適用于大規模工業化生產。

本發明的鎢銅合金薄板的冷軋方法，其包括如下步驟：將0.4mm～2.0mm厚度的鎢銅合金薄板進行多道次冷軋加工，得到0.1mm～1.5mm厚的鎢銅合金薄板即可；其中，所述的多道次冷軋加工道次壓下量為0.01mm～0.2mm；軋制壓力為0.1MPa～100MPa；軋制速度為0.01m/s～0.1m/s。

本發明中，所述的多道次沒有特別的限定，本領域技術人員應該知道并可以根據鎢銅合金薄板的目標厚度、以及實際選用的具體工藝參數等條件按照本領域常規方式確定軋制的具體道次，軋制道次一般為幾到幾十道次，在某些極端條件下，可能會達到上百道次，實現本發明的最終目的。

本發明中，所述的多道次冷軋加工使用的設備為本領域常規設備，一般為板材軋機。

本發明中，所述的0.4mm～2.0mm厚度的鎢銅合金薄板，由下述方法制得：在氫氣保護氣氛中，將0.4mm～2.0mm厚度的鎢銅合金生板坯進行連續推舟液相燒結即可；其中，所述的連續推舟液相燒結的條件中推舟速度為0.15cm/min～0.5cm/min；燒結溫度為1250℃～1550℃；保溫時間為1～4小時。