[發明專利]一種高致密性鎢銅合金材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110385556.7
• 申請日: 2021-04-10
• 公開（公告）號: CN113122762B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 溫浩月
• 申請（專利權）人: 廣州市華司特合金制品有限公司
• 主分類號: C22C27/04
• 分類號: C22C27/04;C22C32/00;C22C1/05;B22F3/15;B22F9/04
• 代理公司: 廣州一銳專利代理有限公司 44369
• 代理人: 楊昕昕;孔令婕

本發明公開了一種高致密性鎢銅合金材料及其制備方法和應用，包括70~85份鎢粉、12~25份銅粉、0.1~1份氧化鈰粉、0.1~1份鈷粉。所述的鎢銅合金材料具有良好的致密度、彎曲強度，結構致密，組織均勻；通過在鎢銅合金中加入氧化鈰粉、鈷粉能夠有效彌補填充鎢與銅之間、鎢與鎢之間的孔隙，提高鎢銅間的潤濕性，提高整體合金粉末的燒結性能，顯著提高致密度以及強度；在本發明的配方體系下，通過使用不銹鋼磨球以及采用丙酮作為研磨介質，能夠最為有效的控制雜質的產生，通過濕法高能球磨改善鎢粉的棱角，鎢粉、銅粉、氧化鈰粉、鈷粉的結構得到進一步細化，松裝密度變大，表面能降低，便于后續的燒結，促進燒結致密化。

技術領域

本發明涉及合金材料技術領域，具體涉及一種高致密性鎢銅合金材料及其制備方法和應用。

背景技術

鎢銅具有非常好的導熱性、導電性、抗電弧燒蝕能力、高溫性能、塑性及其加工工藝性被作為電接觸材料等，由于該合金與半導體硅材料具有非常相似的熱膨脹系數而成為廣泛應用的熱沉材料、封裝材料，因為高密度、高聲速和高塑性被應用為破甲彈藥型罩材料。

鎢和銅的熔點、熱膨脹系數相差大，兩種金屬元素互不相溶，W和Cu組成的復合材料是一種典型的假合金。

中國專利CN106141161A公開了一種用于制備電觸頭的銅碳化鎢粉材料，包括碳化鎢粉12～30份、銅粉16～27份、錫5～13份、鉬粉3～17份、粘結劑2～10份、鈷5～11份、金屬陶瓷4～10份、稀土3～10份、鋁硅金屬間化合物3～9份、鎳1～9份、鈰1～8份、還原劑1～8份、碳酸鋰1～9份、氧化鑭1～9份。其用來解決的問題是：提高材料的耐電弧燒損能力、抗熔焊性和耐電磨損性能；其不可避免的用到了其他諸如錫、鉬粉、粘結劑、金屬陶瓷、稀土等其他原料，通過粘結劑粘合合金粉末，無法有效去除，會顯著影響材料致密度，一般采取加熱融化的方式去除，加熱去除會產生氣泡，也會顯著影響致密度。

中國專利CN105063411B公開了一種鎢銅鈷合金粉的制備方法，其按照重量百分比計，包括40～80％的結晶鎢粉、16～60％的霧化銅粉和2～4％的羰基鈷粉，其原料結晶鎢粉為鎢粉中最粗的一種規格。其并不同于本發明所述的鎢粉，同時霧化銅粉并不同于本發明所述的銅粉，羰基鈷粉也不同于本發明所述的鈷粉，由于原料的不同，其制備工藝也與本發明大相庭徑。

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，強度等因素同樣對材料的應用產生影響。

發明內容

本發明提供一種高致密性鎢銅合金材料及其制備方法和應用，所述的鎢銅合金材料具有良好的致密度、彎曲強度，結構致密，組織均勻。

本發明解決其技術問題采用以下技術方案：

一種高致密性鎢銅合金材料，按重量份計，包括70~85份鎢粉、12~25份銅粉、0.1~1份氧化鈰粉、0.1~1份鈷粉。

作為一種優選方案，所述高致密性鎢銅合金材料按重量份計，包括75~85份鎢粉、15~25份銅粉、0.2~1份氧化鈰粉、0.2~1份鈷粉。

作為一種優選方案，所述高致密性鎢銅合金材料按重量份計，包括78.9份鎢粉、20份銅粉、0.6份氧化鈰粉、0.5份鈷粉。

本發明的發明人在大量的研究中驚奇的發現，通過在鎢銅合金中加入氧化鈰粉、鈷粉能夠有效彌補填充鎢與銅之間、鎢與鎢之間的孔隙，提高鎢銅間的潤濕性，提高整體合金粉末的燒結性能，顯著提高致密度以及強度。

作為一種優選方案，所述高致密性鎢銅合金材料按重量份計，包括80.7份鎢粉、18份銅粉、0.8份氧化鈰粉、0.5份鈷粉。