[發(fā)明專利]鉬銅合金薄板的冷軋方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010177490.4
• 申請(qǐng)日: 2010-05-18
• 公開（公告）號(hào): CN101862752A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李建;朱玉斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海六晶金屬科技有限公司
• 主分類號(hào): B21B1/22
• 分類號(hào): B21B1/22;B21B37/58;B21B37/48;B21B37/46
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 胡美強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鉬銅合金薄板的冷軋方法。

背景技術(shù)

鉬銅合金材料是由一定百分比含量的鉬和銅組成的一種復(fù)合材料，既具有鉬的高強(qiáng)度、高硬度、低膨脹系數(shù)等特性，同時(shí)又具有銅的高塑性、良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性等特性；因此，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迅速發(fā)展。但是，經(jīng)由燒結(jié)工藝得到的鉬銅材料一般難以達(dá)到99.5％以上的相對(duì)密度，其力學(xué)性能和物理性能較低限制了合金材料的使用；并且，沒(méi)有經(jīng)過(guò)冷加工的鉬銅合金材料產(chǎn)品也存在著平整度不好、表面光潔度不高的問(wèn)題，因此，鉬銅材料需要冷軋工藝來(lái)改善其性能。

現(xiàn)有的鉬銅合金材料加工的主要技術(shù)包括以下幾種：

(1)熱煅+冷鍛處理法；該方法利用鍛壓機(jī)械對(duì)鉬銅合金坯料施加壓力，加工溫度高于銅的再結(jié)晶溫度使其產(chǎn)生塑性變形以獲得高密度合金材料，然后按照要求再經(jīng)過(guò)常溫鍛壓得到所需規(guī)格材料。

(2)熱壓+復(fù)壓精整處理法；該方法在鉬銅合金燒結(jié)同時(shí)施加單向壓力，得到相對(duì)密度較高的合金，之后為了達(dá)到所需尺寸，再對(duì)燒結(jié)合金材料進(jìn)行復(fù)壓。

(3)熱軋+復(fù)壓精整處理法；該方法通過(guò)在高于銅的再結(jié)晶溫度時(shí)，對(duì)鉬銅燒結(jié)合金在熱軋機(jī)上進(jìn)行軋制來(lái)提高合金的密度，然后再根據(jù)要求尺寸對(duì)鉬銅合金進(jìn)行復(fù)壓。

然而，仔細(xì)分析上述處理方法技術(shù)可知，現(xiàn)有鉬銅合金的加工處理方法均存在一系列問(wèn)題，首先涉及的問(wèn)題就是生產(chǎn)周期過(guò)長(zhǎng)，一般有2～3道生產(chǎn)工序，以生產(chǎn)厚度為1mm以下的鉬銅合金薄板為例，其生產(chǎn)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(xiàn)有技術(shù)方法的成品率低，在高溫加工時(shí)極易產(chǎn)生開裂報(bào)廢；另外，現(xiàn)有技術(shù)方法的使用設(shè)備投資大，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，需要較大的加工場(chǎng)地。

分析上述現(xiàn)有各技術(shù)方法存在以上諸多缺陷的主要原因在于：鉬銅合金中雖然銅相具有良好的塑性，但鉬在100℃以下時(shí)脆性很大，因而通常采用熱加工來(lái)完成鉬銅材料的大變形，然而熱加工的應(yīng)用會(huì)增加能耗，降低生產(chǎn)效率；并且鉬銅兩相的力學(xué)性能相差懸殊，鉬銅材料承受小變形量的加工時(shí)，軟的銅相先變形，當(dāng)變形量達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，鉬顆粒才參與變形，現(xiàn)有這種變形方式容易引起鉬銅界面處的斷裂，進(jìn)而引起材料的失效；

另外一點(diǎn)還在于，當(dāng)鉬銅合金用作電子封裝材料時(shí)，要求材料的厚度較薄，而現(xiàn)有燒結(jié)所得合金板坯一般較厚，在制備板坯的燒結(jié)過(guò)程中其坯料內(nèi)部雜質(zhì)元素難以通過(guò)揮發(fā)和氫氣還原徹底去除，導(dǎo)致其塑性較差，而且較厚的板坯需要較多的熱加工工序來(lái)達(dá)到所需厚度，這樣也使得板坯在加工過(guò)程中易產(chǎn)生加工硬化并導(dǎo)致材料開裂。

因此，如何采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ广f銅合金避開熱加工工序，并且能夠直接通過(guò)冷加工得到所需厚度是克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷的關(guān)鍵，也是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問(wèn)題之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服了現(xiàn)有技術(shù)中鉬銅合金薄板生產(chǎn)周期過(guò)長(zhǎng)，一般有2～3道生產(chǎn)工序，能耗高，成品率低，在高溫加工時(shí)極易產(chǎn)生開裂報(bào)廢，并且使用設(shè)備投資大，種類和數(shù)量較多，多數(shù)為大功率和大噸位的加工設(shè)備，需要較大的加工場(chǎng)地等缺陷；提供了一種鉬銅合金薄板的冷軋方法。該方法能顯著提高鉬銅合金的冷加工塑性、連續(xù)生產(chǎn)周期短、能耗低、生產(chǎn)效率高、設(shè)備投資小、占用場(chǎng)地小，適用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

本發(fā)明的鉬銅合金薄板的冷軋方法，其包括如下步驟：將0.6mm～2.5mm厚度的鉬銅合金薄板進(jìn)行多道次冷軋加工，得到0.05mm～1.4mm厚度的鉬銅合金薄板即可；其中，所述的多道次冷軋加工道次壓下量為0.01mm～0.8mm；軋制壓力為0.1MPa～100MPa；軋制速度為0.1m/s～1m/s。

本發(fā)明中，所述的多道次沒(méi)有特別的限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知道并可以根據(jù)鉬銅合金薄板目標(biāo)厚度、以及實(shí)際選用的具體工藝參數(shù)等條件按照本領(lǐng)域常規(guī)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(huì)達(dá)到上百道次，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最終目的。

本發(fā)明中，所述的多道次冷軋加工使用的設(shè)備為本領(lǐng)域常規(guī)設(shè)備，一般為板材軋機(jī)。

本發(fā)明中，所述的0.6mm～2.5mm厚度的鉬銅合金薄板，由下述方法制得：在氫氣保護(hù)氣氛中，將0.2mm～3.0mm厚度的鉬銅合金生板坯進(jìn)行液相燒結(jié)即可；其中，所述的液相燒結(jié)的條件中燒結(jié)溫度為1320℃～1450℃；保溫時(shí)間為1～5小時(shí)。