[發(fā)明專利]一種耐磨焊頭材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811214130.X
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109023164B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉瑞
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市吉百順科技有限公司
• 主分類號: C22C45/10
• 分類號: C22C45/10;C23C14/48
• 代理公司: 重慶百潤洪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50219
• 代理人: 劉立春

本發(fā)明提供了一種耐磨焊頭材料，屬于合金領(lǐng)域。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中焊頭不耐磨、可塑性差的缺點，制備了一種新型的金屬玻璃材料，使其在具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性的同時，能夠兼具耐磨性和可塑性。該材料為一種氬離子注入的鋯?銅基金屬玻璃，其中鋯?銅基金屬玻璃元素百分比表達(dá)式為Zr_xCu_0.80?xSn_yBi_zGd_wY_vSi_u。該材料的納米硬度可達(dá)15.4GPa，磨損壽命為638m。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于合金領(lǐng)域，尤其是一種耐磨焊頭材料及其制備方法。

背景技術(shù)

電子元器件的生產(chǎn)過程中，往往需要焊接漆包線，在通過繞線設(shè)備或焊接設(shè)備完成焊接作業(yè)的過程中，點焊頭是不可缺少的工具；在通過點焊頭將電子元器件的連接部位焊接在一起的過程中，點焊頭通電發(fā)熱并對電子元器件的連接部進(jìn)行施壓，完成焊接。

作為一種焊接耗材，點焊頭焊接接觸面的硬度性能、發(fā)熱性能、耐溫性能對于焊頭的使用壽命會產(chǎn)生重要的影響，即焊頭的焊接面的硬度性能、發(fā)熱性能、耐溫性能成為衡量點焊頭質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)。然而，現(xiàn)有的焊頭普遍存在硬度不高，發(fā)熱性能一般、耐溫性能差且使用壽命短的缺陷，點焊頭經(jīng)過長時間的焊接會造成外觀形狀發(fā)生變化，影響點焊的效果。

金屬玻璃是一種潛在的具有點焊頭所需各種功能的材料。金屬玻璃又稱為非晶合金，是采用現(xiàn)在冶金技術(shù)合成的一種比普通金屬強(qiáng)度高得多的新型合金材料。金屬玻璃由于其獨特的無序結(jié)構(gòu)，兼有一般金屬和玻璃的特性，因而有很多優(yōu)異的力學(xué)、物理和化學(xué)性能。

然而現(xiàn)有技術(shù)中對具體的機(jī)理研究研究不足，不能了解具體不同的配比的金屬玻璃會帶來怎樣的性質(zhì)變化，在實際研究中，某些元素的少量改變就會給最終得到的金屬玻璃帶來巨大的性質(zhì)改變。因此在研究過程中經(jīng)常能夠制得一些出人意料的材料。

現(xiàn)有技術(shù)中金屬玻璃常常在半導(dǎo)體、納米加工、模印等領(lǐng)域中得到具體應(yīng)用，但是尚沒有在制作焊頭方面得以進(jìn)一步應(yīng)用。

現(xiàn)有技術(shù)中，申請公布號為CN 105057832 A的中國專利公開了一種金剛石點焊頭，選用金剛石材料作為焊頭材料，但是該材料雖然耐磨，但是導(dǎo)熱性一般，可塑性較差，難以適用于現(xiàn)在越發(fā)多樣的焊頭結(jié)構(gòu)；授權(quán)公告號為CN 106011669 B的中國專利公開了一種用于塑料超聲波焊接的焊頭材料，該材料是一種以鐵為主體的普通鋼材料，該鋼材料雖然具有很好的導(dǎo)熱性和抗氧化性，但是依然可塑性不足，加工起來比較困難。

發(fā)明內(nèi)容

由于現(xiàn)有技術(shù)存在上述缺陷，本發(fā)明提供了一種新的耐磨焊頭材料，該材料是一種金屬玻璃，在具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性的同時具有優(yōu)異的硬度和耐磨性，還具有一定的可塑性，非常符合現(xiàn)有技術(shù)對焊頭的要求。

具體地，本發(fā)明是通過下述技術(shù)實現(xiàn)的：

一種耐磨焊頭材料，為一種氬離子注入的鋯-銅基金屬玻璃；

所述鋯-銅基金屬玻璃元素百分比表達(dá)式為Zr_xCu_0.80-xSn_yBi_zGd_wY_vSi_u；

其中0.45≤x≤0.50，0.10≤y≤0.12，0.06≤z≤0.08，0.0005≤w≤0.004，0.005≤v≤0.01,0.002≤u≤0.006，且y+z+w+v+u＝0.2。

優(yōu)選地，所述鋯-銅基金屬玻璃元素百分比表達(dá)式為

Zr_0.50Cu_0.30Sn_0.12Bi_0.06Gd_0.004Y_0.01Si_0.006。