[發明專利]一種彌散銅真空釬焊的方法

有效

• 申請號: 201911413666.9
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111136361B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 楊平;陳梅;侯蕊;王小明
• 申請（專利權）人: 陜西斯瑞新材料股份有限公司
• 主分類號: B23K1/008
• 分類號: B23K1/008;B23K1/20;C21D9/50;C23C24/10;C25D3/12;C25D5/34
• 代理公司: 北京棧橋知識產權代理事務所(普通合伙) 11670
• 代理人: 劉婷

1.一種彌散銅真空釬焊的方法，其特征在于，主要包括以下步驟：

S1：彌散銅表面除雜：將彌散銅工件表面清洗以去除其表面的氧化膜和油污，烘干待用；

S2：彌散銅表面粗化：以石墨烯復合顆粒為噴砂原料，對彌散銅表面進行表面噴砂處理，噴頭距彌散銅工件3～5cm，噴砂壓力0.2～0.5MPa，噴砂時間40～55s；所述噴砂處理的噴砂原料為石墨烯復合顆粒，其粒徑為50～120μm，所述石墨烯復合顆粒具體為石墨烯、銅粉、二氧化硅的熔融混合物，其質量比為4：3：1；

S3：彌散銅表面改性：將彌散銅工件置于稀有氣體氛圍中，并升溫至680～950℃，使用壓縮改性液對其表面進行噴吹處理，噴吹期間對其表面進行激光輻照處理，利用石墨烯、銅粉、二氧化硅熔點不同，使其附著在彌散銅工件上的石墨烯復合顆粒層的銅粉出現熔融，使石墨烯、二氧化硅在彌散銅工件表面形成均勻表層，使其表面石墨烯復合顆粒熔融后自然冷卻至室溫后，獲得改性層厚度為0.2～0.4mm的彌散銅工件；

S4：電鍍鍍膜：將彌散銅工件放入與電鍍電源的陰極相連放入電解槽內，同時將鉑電極與電鍍電源的陽極相連放入電解槽內，保持鍍液溫度為45～55℃，pH值為4.2～4.9、電流密度為40～50mA/cm²，電鍍3～4min后取出，使用離子水沖洗后烘干，使其表面覆蓋金屬膜層；

S5：真空釬焊：將鍍膜后彌散銅工件、表面除雜后可伐合金工件及釬料放入真空釬焊爐中進行真空釬焊，得到釬焊工件。

2.如權利要求1所述的一種彌散銅真空釬焊的方法，其特征在于，所述步驟S1中表面除雜方法具體為：將彌散銅工件、可伐合金工件用砂紙打磨直至露出金屬光澤，用于以去除表面氧化膜，然后在超聲功率為300～500W下，使用丙酮清洗5～10min，隨后使用去離子水沖洗，烘干待用。

3.如權利要求1所述的一種彌散銅真空釬焊的方法，其特征在于，所述石墨烯復合顆粒的制備方法為：1)將石墨烯、二氧化硅研磨至10μm±5μm粒徑并混合成細粉；2)將銅粉真空熔煉后與所述細粉混勻；3)進行噴霧造粒處理，得到粒徑為50～120μm的石墨烯復合顆粒。

4.如權利要求1所述的一種彌散銅真空釬焊的方法，其特征在于，所述金屬膜層具體為Ni。

5.如權利要求1所述的一種彌散銅真空釬焊的方法，其特征在于，所述壓縮改性液的噴吹壓力為0.8～1.2MPa，噴吹劑量為18～25g/cm²，其中，壓縮改性液按重量份數計由六氟磷酸鈉6～9份、羥乙基磺酸鈉5～7份、聚二硫二丙烷磺酸鈉12～15份、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮5～8份、乙醇180～240份混合組成。

6.如權利要求1所述的一種彌散銅真空釬焊的方法，其特征在于，所述激光輻照工藝參數：激光輸出功率5.0～8.0kW，光斑直徑1.0～1.4mm，掃描速率10～25mm/s。

7.如權利要求1所述的一種彌散銅真空釬焊的方法，其特征在于，所述金屬膜層具體為Cu或Ni。

8.如權利要求1所述的一種彌散銅真空釬焊的方法，其特征在于，所述步驟S5中真空釬焊具體為：將鍍膜后彌散銅工件、表面除雜的可伐合金工件及釬料放入真空釬焊爐中，逐級抽真空至3×10^-3Pa，隨后向真空釬焊爐內通入氬氣，并控制其流速為80～120sccm，直至真空釬焊爐內氣壓達到0.9atm～0.12atm，以15℃/min的速率升溫至740～860℃后保溫20～30min，施加0.02～0.05MPa的焊接壓力后以3℃/min的速率升溫至1150～1280℃，最后以10℃/min的降溫速度隨爐冷卻至室溫，即完成釬焊過程。