[發明專利]一種鋁基復合材料電子封裝殼體半固態成形技術

在審

• 申請號: 202011275101.1
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112725651A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 王開坤;楊森
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22C1/10
• 分類號: C22C1/10;C22C1/02;C22C21/02;C22C21/14;C22C32/00;B22D18/02
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.本發明的目的在于提出一種利用低體積百分比TiB₂顆粒增強鋁基復合材料原料制備高體積分數復合材料電子封裝殼體的半固態成形工藝，其特征在于，工藝步驟為：

(1)在100～120℃下對已制備好的鋁基復合材料塊體進行干燥處理，用電阻爐將其加熱熔化，保溫25～35分鐘，同時用電磁攪拌裝置對復合材料熔體進行攪拌。

(2)按照不同的半固態成形方法對復合材料熔體進行適當處理，用來進行步驟(4)中的擠壓成形過程。

(ⅰ)若采用半固態流變成形工藝，直接將保溫的熔融復合材料冷卻到半固態溫度區間，得到顆粒增強鋁基復合材料半固態漿料；

(ⅱ)若采用半固態觸變成形工藝，則將復合材料熔體澆注到預定的模具進行快速冷卻，得到觸變成形坯料，并根據實際需求將坯料切割成理想的尺寸大小，在成形時需將坯料進行二次感應加熱直至半固態溫度范圍內。

(3)半固態擠壓成形電子封裝殼體模具設計，殼體成形腔設計在擠壓模具凹模腔的底部邊緣水平方向。

(4)對電子封裝殼體進行半固態擠壓成形：成形溫度由復合材料液、固兩相區溫度確定；成形速度控制在90～150mm/s；模具預熱溫度為200～300℃；成形壓力設為450～650kN；保壓時間為6～10s。

2.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，TiB₂/A356復合材料或TiB₂/AlCu5MnCdV復合材料的熔煉溫度為685～700℃。

3.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，TiB₂/A356復合材料基體合金中各個組分的質量百分比為：硅6.5～7.5％，鎂0.30～0.45％，鈦0.15～0.2％，鐵0.08～0.12％，銅0.05～0.10％，錳0.03～0.05％，其余為鋁；TiB₂/AlCu5MnCdV復合材料基體合金中各個組分的質量百分比為：銅4.5～5.5％，硅0.03～0.06％，錳0.32～0.38％，鎘0.10～0.18％，釩0.08～0.12％，鐵0.13～0.18％，其余為鋁。復合材料中硼化鈦增強顆粒體積百分比為20～35％。

4.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，TiB₂/A356復合材料液固相線溫度區間為573.57～622.24℃；TiB₂/AlCu5MnCdV復合材料液固相線溫度區間為551.28～646.31℃。

5.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，復合材料漿料澆注溫度為665～685℃，通過循環水冷進行冷卻。