[發明專利]一種熔滲燒結鎢銅復合材料表面覆銅的方法

在審

• 申請號: 201410438059.9
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN104213009A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 方寧象;張國軍
• 申請（專利權）人: 浙江立泰復合材料有限公司
• 主分類號: C22C27/04
• 分類號: C22C27/04;C22C1/04;B22F3/10;B22F7/02
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及一種鎢銅復合材料的制備方法，尤其涉及一種通過熔滲燒結法生產鎢銅復合材料的方法。

背景技術

鎢銅粉末冶金復合材料是由高熔點、高硬度的鎢和高導電、高導熱率的銅所構成的假合金，因其具有良好的耐電弧侵蝕性、抗熔焊性和高強度、高硬度等優點，目前被廣泛地用作電觸頭材料，電阻焊、電火花加工和等離子電極材料，電熱合金和高密度合金，特殊用途的軍工材料(如火箭噴嘴、飛機喉襯)，以及計算機中央處理系統、大規模集成電路的引線框架，固態微波管等電子器件的熱沉基片。

公開號為CN1995438，公開日為2007年7月11日的中國發明專利申請公開了一種制備銅為25wt％～40wt％、余量為鎢的高銅含量鎢銅合金的方法，采用5wt％～20wt％、純度≥99.5％、粒度為15μm～20μm的銅粉，和與所述的鎢銅合金中的鎢具有相同質量百分比、純度≥99％、粒度為3～6μm鎢粉，均勻混合后模壓成型，孔隙度λ控制在35％±2％的壓坯預燒結得到鎢銅合金骨架，計算滲銅量，將純度≥99.5％，粒度<76um的銅粉模壓成與骨架表面尺寸相同的銅片置于鎢銅合金骨架上，裝入石墨坩堝中，采用氧化鋁填埋后進行升溫滲銅；獲得的高銅含量鎢銅合金，傳導性能優異，適合于電觸頭和電極材料、電子封裝材料、高溫發汗材料等。

公開號為CN103409676A，公開日為2013年11月27日的中國發明專利申請公開了一種提高鎢銅合金熱導率的方法，包括如下步驟：步驟一，采用粉末冶金法制備的鎢銅合金，其中鎢的質量分數為80-85％，其余為銅；步驟二，將粉末冶金法制備的鎢銅合金進行超高壓熱處理，超高壓的壓力為3.0-5.0GPa，超高壓下加熱溫度為820-900℃，保溫20-30min，并在超高壓下自然冷卻至室溫；步驟三，將上述超高壓熱處理后的合金材料放入氮氣保護的常壓電阻爐中加熱到450-550℃，時效處理90-120min，自然冷卻到室溫。該發明針對粉末冶金法制備的鎢銅合金致密度不高、導熱性能較低的問題，主要采用超高壓熱處理工藝，可實施性強，工藝簡單，質量穩定，能較大幅度提高鎢銅合金熱導率。

但是上述發明專利申請生產出來的鎢銅合金熔滲密度一般為理論密度的97％～98％，并不能達到98％以上，而鎢銅合金熔滲密度更高，其性能更加優越，特別是用于火箭噴嘴或者飛機喉襯時，需要更高熔滲密度的鎢銅合金，熔滲密度還有提高的空間。

上述生產工藝需要超高壓以及需要氮氣保護，使得整個生產工藝不易控制，且生產成本較高，耗時較長，生產效率較低。

生產出來的鎢銅合金由于鎢的含量高于銅的含量，在焊接時，其焊接性能較差。

發明內容

為了克服上述現有鎢銅合金熔滲密度不能達到98％以上的缺陷，本發明提供了一種熔滲燒結鎢銅復合材料表面覆銅的方法，本發明通過在熔滲燒結鎢銅復合材料上覆銅的方法，將鎢銅復合材料的熔滲密度提高到99％以上，完全滿足一些特殊設備部件(例如火箭噴嘴或者飛機喉襯)的要求，大大延長這些特殊設備的使用壽命。

一種熔滲燒結鎢銅復合材料表面覆銅的方法，其特征在于：包括如下工藝步驟：

步驟一，配制鎢粉與銅粉的混合料

將鎢粉和銅粉進行混合，得到的混合料中，以重量百分比計，其中鎢粉的含量為65-85％，銅粉的含量為15-35％；

步驟二，制備鎢骨架壓坯

將步驟一制得的混合料加入成形劑經噴霧干燥制粒后，在模具中壓制成形，壓制壓力150～400MPa，得到鎢骨架壓坯；

步驟三，制備燒結熔滲劑

將無氧銅沖壓成銅排作為燒結熔滲劑；

步驟四，燒結

將燒結熔滲劑疊放在鎢骨架壓坯上面后放入石墨模具中，然后在真空爐中進行燒結，得到鎢銅復合材料，該鎢銅復合材料由鎢銅合金層和銅層構成，銅層覆蓋在鎢銅合金的表面上。

在步驟四中，真空爐的溫度為1000℃-1500℃，燒結時間為50min-75min，得到的銅層的厚度為0.3～5mm。

在步驟四中，真空爐的溫度為1250℃，燒結時間為60min，得到的銅層的厚度為0.3～5mm。

所述成形劑為聚乙烯醇，聚乙烯醇的加入量為鎢粉的wt10％。聚乙烯醇的加入量為鎢粉的wt10％，指得是加入的聚乙烯醇的重量是鎢粉重量的10％。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：