[發明專利]一種制備高密度鎢銅合金的方法

有效

• 申請號: 201811544079.9
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109355541B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 安希忠;康燕茹;賈倩;付海濤;楊曉紅;張浩;熊勃;吳鎮湘
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C27/04
• 分類號: C22C27/04;C22C1/04;B22F3/02;B22F3/14
• 代理公司: 11613 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 韓國勝

本發明涉及一種制備高密度鎢銅合金的方法，其包括如下步驟：S1、稱取鎢粉一份和質量為鎢粉10～30％的銅粉，混合均勻；S2、在模壓模具內壁涂上硬脂酸鋅潤滑劑，將鎢粉與銅粉的混合粉末放入模具內后，置于壓力機下，進行壓塊；S3、將在壓力機獲得的壓坯放入熱壓燒結爐中進行有壓燒結，燒結爐中通Ar氣保護，升溫至700～800℃進行保溫燒結，保持燒結壓力為450～560MPa，后隨爐冷卻；得到高密度鎢銅復合材料。本發明的方法提高燒結件的質量和致密度，降低燒結溫度，節約資源和成本。

技術領域

本發明涉及一種制備高密度鎢銅合金的方法，屬于材料制備方法技術領域。

背景技術

鎢銅合金是由鎢和銅組成的材料，鎢具有高的熔點、抗電燒蝕能力強、低的線膨脹系數和一定的強度；銅具有很好的導熱性能和導電性能。近年來，鎢銅復合材料用作大規模集成電路和微波器件中的散熱元件，電火花加工用電極等。鎢銅材料在軍事上也有很多應用，如電磁炮導軌、導彈引信、藥型罩等。鎢和銅互不相熔，由它們組成的復合材料是一種典型的假合金，且鎢的熔點很高，鎢銅合金不能用普通的熔鑄法進行生產，因此大多數采用粉末冶金的方法進行生產。

粉末冶金是制取金屬粉末或用金屬粉末或金屬粉末與非金屬粉末的混合物作為原料，經過成形和燒結，制造金屬材料、復合材料以及各種類型制品的工藝技術。鎢銅合金的致密化很大程度決定了它的應用價值，致密化程度越高，鎢銅合金材料性能越好，應用越廣泛。但是致密化并不是決定鎢銅合金質量的唯一指標，材料均勻性，裂紋，晶粒尺寸等因素同樣對材料的應用產生影響。

從現如今制備鎢銅合金的方法來看，先進行模壓，再進行高溫燒結(約1000℃左右)是較常用的一種制備工藝，但是這種方法存在如下缺陷：(1)初始壓坯的致密度較差，容易產生缺陷，初始壓坯的有效致密化影響著最終燒結件的密度和質量；(2)燒結溫度高，消耗大量能源，浪費資源成本，不利于節約成本和資源，并且由于溫度較高，造成晶粒尺寸過大等不利的材料缺陷；(3)真空燒結氛圍對燒結爐要求高，增加了工藝難度和投入成本。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為了解決現有技術的上述問題，本發明提供一種制備高密度鎢銅合金的方法，其提高燒結件的質量和致密度，降低燒結溫度，節約資源和成本。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發明采用的主要技術方案包括：

一種制備高密度鎢銅合金的方法，其包括如下步驟：

S1、稱取鎢粉一份和質量為鎢粉10～30％的銅粉，混粉均勻；

S2、在模壓模具內壁涂上硬脂酸鋅潤滑劑，將鎢粉與銅粉的混合粉末放入模具內后，置于壓力機下，進行壓塊；

S3、將在壓力機獲得的壓坯放入熱壓燒結爐中進行有壓燒結，燒結爐中通惰性氣體保護，升溫至700～800℃進行保溫燒結，保持燒結壓力為450～560MPa，后隨爐冷卻；得到高密度鎢銅復合材料。

如上所述的方法，優選地，在步驟S1中，所述銅粉的質量為鎢粉質量的20％。

如上所述的方法，優選地，在步驟S1中，鎢粉和銅粉的平均粒度一般為2～30μm。鎢粉和銅粉的粉末粒度過小難以制取，而粉末粒度大于30μm不利于最終的致密化，而銅粉顆粒略大于鎢粉顆粒有利于材料更快的致密。

進一步地，所述鎢粉的平均粒徑為5.48μm，所述銅粉的平均粒度為10.6μm。如上所述的方法，優選地，在步驟S2中，所述壓力機的壓力以每分鐘200MPa的壓力升至800MPa后進行保壓2min后取出壓塊。加壓速度不宜過快避免出現過度加工硬化的現象。

如上所述的方法，優選地，在步驟S3中，所述惰性氣體為氬氣、氦氣、CO₂等。