[發(fā)明專利]一種提高鎢銅零件釬焊強度的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110508357.0
• 申請日: 2021-05-11
• 公開（公告）號: CN112975307B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設計）人: 周寧;周興;楊瑞;劉向陽;邵紅顏;劉萍;王萬剛
• 申請（專利權）人: 陜西斯瑞新材料股份有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B24C1/08;B24C11/00;B24C5/02;C22C1/04;C22C27/04;B22F3/10;B22F3/26
• 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

本發(fā)明公開了一種提高鎢銅零件釬焊強度的方法，包括以下步驟：S1壓制鎢坯；S2成型：將壓制好的鎢坯放入石墨坩堝中，在鎢坯上放入需要滲入的銅塊，再采用剛玉粉填埋并搗實，得到預燒結件；S3燒結：將成型后的預燒結件放入氣氛保護鉬絲爐高溫燒結，得到鎢銅合金；S4噴砂：將燒結后的鎢銅合金出爐后噴砂去除表面剛玉粉，鎢銅合金表面自然形成一層0.01?0.1mm的覆銅層；S5真空釬焊：將噴砂后的鎢銅合金與不銹鋼或柯伐合金進行真空釬焊。本發(fā)明的方法采用了在鎢坯表面熔滲0.01?0.1mm的超薄覆銅層，有效提高了鎢銅合金與不銹鋼或柯伐合金之間的焊接強度，提高了釬著率，有效避免了由于鎢銅材料不浸潤引起的焊接缺陷。

技術領域

本發(fā)明涉及鎢銅合金釬焊技術領域，具體是涉及一種提高鎢銅零件釬焊強度的方法。

背景技術

鎢的熔點高，線膨脹系數(shù)低且強度高，而銅的導電導熱性好，因此鎢銅復合材料因結合了鎢和銅的諸多優(yōu)良特性，從而具有良好的導熱導電性、耐電弧侵蝕性、抗熔焊性和耐高溫抗氧化等特點，現(xiàn)已廣泛應用于電力、電子、機械、冶金等行業(yè)。

20世紀90年代，隨著大規(guī)模集成電路和大功率電子器件的發(fā)展，鎢銅材料作為升級換代的產品開始大規(guī)模地用做電子封裝和熱沉材料。隨著電子器件的大功率化和大規(guī)模集成電路的發(fā)展，提出了相應材料升級換代的要求，由于鎢銅復合材料既具有很高的耐熱性和良好的導熱、導電性，同時又具有與硅片、砷化鎵及陶瓷材料相匹配的熱膨脹系數(shù)，故作為嵌塊、連接件和散熱元件得到了迅速應用，已成為現(xiàn)階段最重要的電子封裝和熱沉材料。尤其是在電力開關的電接觸觸頭行業(yè)，以及航空航天的火箭噴口及半導體集成電路芯片的散熱材料，它因具有高導熱及低膨脹的特性被廣泛采用。

但是，由于鎢銅材料屬于一種多孔結構復合材料，是由銅滲透到鎢骨架中，這種材料的加工工藝容易帶來材料表面的多孔特性，而且鎢銅材料本身對于焊料的浸潤性不好，而隨鎢銅合金中鎢含量的提高潤濕性更低，相對于普通冶金方法得到的材料表面質量也就更差。因此鎢銅合金在與不銹鋼或柯伐合金的釬焊過程中，易出現(xiàn)氣孔，釬著率很難超過80%。

發(fā)明內容

針對上述存在的問題，本發(fā)明提供了一種提高鎢銅零件釬焊強度的方法。

本發(fā)明的技術方案是：

一種提高鎢銅零件釬焊強度的方法，包括以下步驟：

S1壓制鎢坯：將鎢粉壓成10-15g/cm³的鎢坯；

S2成型：將壓制好的鎢坯放入石墨坩堝中，在鎢坯上放入需要滲入的銅塊，再采用160-320目的剛玉粉填埋，并搗實，得到預燒結件；

S3燒結：將成型后的預燒結件放入氣氛保護鉬絲爐，在1400℃高溫下燒結4-6小時，隨爐冷卻降溫，得到CuW60-90合金；

S4噴砂：將燒結后的鎢銅合金出爐后噴砂去除表面剛玉粉，鎢銅合金表面自然形成一層0.01-0.1mm的覆銅層；

S5真空釬焊：將噴砂后的鎢銅合金與不銹鋼或柯伐合金進行真空釬焊，在覆銅層表面添加釬料層，所述釬料層厚度為0.05-0.1mm。

進一步地，所述步驟S2中鎢坯與銅塊的質量比為100：15-50，根據(jù)鎢坯的密度不同選用不同質量的銅塊，保證銅液能夠滲出同時避免滲出量過大。

進一步地，所述步驟S2中剛玉粉為白剛玉，所述剛玉粉的質量為鎢坯的6-8倍，保證了剛玉粉能夠完全覆蓋鎢坯及銅塊以及燒結后的鎢銅合金。

進一步地，所述步驟S2中預先在石墨坩堝中鋪設一層剛玉粉，并保證鎢坯上下覆蓋的剛玉粉厚度不低于2±0.5cm，鎢坯距離石墨坩堝前后邊緣以及左右邊緣覆蓋的剛玉粉厚度相同，厚度不低于2±0.5cm，使待燒結的鎢坯和銅塊四周均具有一定量的剛玉粉。