[發明專利]鎢銅合金及其加工方法和應用

有效

• 申請號: 201611062105.5
• 申請日: 2016-11-24
• 公開（公告）號: CN106756376B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 李云平;聶炎;李軍旗
• 申請（專利權）人: 深圳市圓夢精密技術研究院
• 主分類號: C22C27/04
• 分類號: C22C27/04;C22C1/04
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 陽開亮

本發明公開了一種鎢銅合金及其加工方法和應用。所述鎢銅合金包括質量百分含量如下的組分：銅4～50％；鎢50～85％；銀0.05～15％。本發明實施例提供的鎢銅合金由于添加了銀元素，銀在鎢相和銅相中提高了兩者的潤濕性能，同時彌補了鎢、銅顆粒間的缺陷，消除合金之間存在的空隙，提高了合金的致密度，使得合金表現出良好的燒結能力，并且維持鎢銅合金的導熱性能不低于210℃、導電率不低于30％IACS。因此，十分適合應用于電子封裝和熱沉材料中。

技術領域

本發明屬于合金材料技術領域，特別涉及一種鎢銅合金及其加工方法和應用。

背景技術

鎢銅假合金兼具鎢和銅的耐高溫、高硬度、低膨脹系數、高導熱導電性能、良好的塑性等特點，因此被廣泛應用于電子封裝、熱沉等領域中。

現有的鎢銅合金的制備方法包括：多孔鎢為骨架滲入液態銅、熱壓縮鎢-銅復合粉末，還包括液相燒結再壓縮、爆炸壓縮等各種技術。

但是，由于鎢-銅體系中不同組分之間互溶性非常小，因此，即使在1083℃以上存在液態銅時，鎢-銅假合金也難以實現完全增密化。當前，鎢-銅復合粉的制備方法主要有高溫熱還原法和機械合金化法。

高溫熱還原法是先將鎢酸胺鹽(或氧化鎢)反應生成鎢酸銅(CuWO₃)和三氧化鎢(WO₃)的鎢-銅復合氧化物粉末，經球磨或霧化細化后，將該合金粉末在300～500℃范圍下用氫氣還原，制得一種鎢相包覆銅相的鎢-銅復合粉。由于鎢-銅相呈亞微米級分布，粉末的燒結能力大大改善，但仍然難以達到全致密的燒結密度，需要添加其他添加劑如Cr、Co等與銅、鎢都具有親和性的金屬，以進一步提高燒結能力。但是，該添加劑在燒結后，由于固溶在銅基體內，大大降低了鎢銅合金的導電、導熱等物理性能。

機械合金化法是將鎢和銅按一定比例混合，通過機械球磨制得鎢-銅復合粉。但是，由于鎢和銅的粒子大小、比重以及硬度等方面的不同，采用機械合金化法很難制得鎢和銅均勻分布的鎢-銅復合粉，且復合粉中鎢和銅的比例難以精確控制。同時，在球磨過程中，由于研磨罐或球的磨損而混入的Fe、Co、Cr等雜質會大大降低鎢銅合金的導電、導熱等物理性能。

發明內容

針對目前鎢銅合金存在的合金燒結能力低，并且常規燒結助劑雖然能夠提高燒結能力，但合金導熱、導電性能降低等問題，本發明實施例提供一種鎢銅合金及其加工方法。

為了實現上述發明目的，本發明的技術方案如下：

一種鎢銅合金，所述鎢銅合金包括質量百分含量如下的組分：

銅 4～50％；

鎢 50～85％；

銀 0.05～15％。

以及，所述鎢銅合金的加工方法，至少包括以下步驟：

按照如上所述的鎢銅合金的配方稱取各原料組分；

將稱取的所述原料組分進行混合煅燒處理，獲得含銀的鎢酸銅粉末；

將所述鎢酸銅粉末進行球磨處理，獲得含銀的納米或亞微米級鎢銅復合粉末；

將所述鎢酸銅粉末進行還原處理，獲得亞微米級鎢銅銀復合粉末；

將所述鎢銅銀復合粉末進行壓制成型和燒結處理。

本發明上述實施例提供的鎢銅合金，通過向鎢、銅組分中加入銀元素，銀在鎢相和銅相中彌補了鎢、銅顆粒間的缺陷，消除合金空隙，提高了合金的致密度，使得合金表現出良好的燒結能力，并且能夠維持鎢銅合金的導熱性能不低于210℃、導電率不低于30％IACS。