專利名稱：一種軋制態鎢銅合金材料及其制備方法
技術領域：
'
本發明涉及一種鎢銅合金材料及其制備方法。
背景技術：
鉤-銅粉末合金材料由于含有了高熔點、高硬度的鎢元素和高導電、導熱
率的Cu元素，使鎢-銅粉末合金材料結合了這兩種元素的優點。所以被廣泛應 用于電阻焊、電火花加工和等離子噴涂電極材料的制備、電子封裝材料的制備、 計算機中央處理系統、大規模集成電路的引線框架和固態微波管等電子器件的 熱沉基片等領域。但由于鎢與銅之間互不相溶，兩者之間僅形成假合金，以至 于影響合金的性能，而常規的冶金和粉末冶金法難以生產高端鎢銅材料。
目前，使鎢銅合金材料致密化的方法主要有熔滲燒結法、活化燒結法、真 空熱壓法和熱等靜壓法，但因這些方法均存在設備成本高、工藝過程復雜、能 耗大、生產效率低，得到的產品密度低于99%的問題
發明內容
本發明為了解決現有鉤銅合金材料存在產品相與相之間相容性差且密度 低于99%，制造設備成本高、工藝過程復雜、能耗大、生產效率低的問題，而 提供的一種軋制態鎢銅合金材料及其制備方法。
軋制態鎢銅合金材料按重量百分比由10% 90%的鉤粉末和10% 90%的 銅粉末制成；其中鎢粉末費氏粒度為1 1(^m;在軋制態鉤銅合金材料內部鉤 相與銅相呈形變的纖維條帶狀分布。
制備軋制態鎢銅合金材料的方法按以下步驟實現 一、按重量百分比取 10% 90°/。的鎢粉末和10% 90%的銅粉末，以50 70r/min速率機械混粉50 70h，得混合粉末；二、將混合粉末在200 900MPa成型壓力條件下制坯料， 使坯料的相對密度為75% 85%;三、將坯料進行真空脫氣；四、將坯料加熱 至600 1300。C并放入帶有潤滑劑的模具型腔中，先將施加的壓力增至1000 1200MPa，然后穩定至500MPa，在擠壓比為4 36條件下，擠壓3 5s，得 擠壓態鎢銅合金材料；五、先將軋機兩個軋輥預熱至200 500°C，然后將擠
壓態鎢銅合金材料加熱至500 1050°C，而后放入軋輥中并施加的壓力至 1000 1200MPa，使每道次控制軋下量或斷面收縮率為10% 40%，即得軋制 態鎢銅合金材料；其中步驟一中鎢粉末費氏粒度為1 10pm。
本發明得到的軋制態鎢銅合金材料，經電鏡掃描可以知道鎢相與銅相在 軋制態鎢銅合金材料內部呈形變的纖維條帶狀分布，在制備過程中兩相共同變 形，而后形成纖維增強相。軋制態鎢銅合金材料不但不會降低銅基體的導電性， 將更加的保持銅良好的導電性和導熱性；又因鎢相是高熔點元素，更加改善了 軋制態鎢銅合金材料的室溫和高溫性能。本發明得到的軋制態鎢銅合金材料經 測定相對密度為99.2 99.5%，電導率為34.6 35.8m/Q'mm2，維氏硬度為 HV180 192。本發明中所使用的設備簡單、成本低；原材料來源低廉、市場 可以購得，大大降低了生產成本；工藝過程簡單、操作容易、所消耗的能力低， 大大提高了生產的效率。
具體實施例方式
本發明技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式
，還包^各具體實施方 式間的任意組合。 具體實施方式
一:本實施方式軋制態鵒銅合金材料按重量百分比由10%
90%的鎢粉末和10% 卯％的銅粉末制成；其中鎢粉末費氏粒度為1 10prn;
在軋制態鎢銅合金材料內部鎢相與銅相呈形變的纖維條帶狀分布。
具體實施方式
二本實施方式與具體實施方式
一的不同點是軋制態鴇
銅合金材料按重量百分比由20% 80%的鴇粉末和20% 80%的銅粉末制成。 其它與實施方式一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一或二的不同點是軋制 態鎢銅合金材料按重量百分比由60%的鵒粉末和40%的銅粉末制成。其它與
實施方式一相同。
具體實施方式
四本實施方式制備軋制態鎢銅合金材料的方法按以下步
驟實現 一、按重量百分比取10% 90%的鎢粉末和10% 90%的銅粉末，以 50 70r/min速率機械混粉50 70h，得混合粉末；二、將混合粉末在200 900MPa成型壓力條件下制坯料，使坯料的相對密度為75% 85%;三、將坯 料進行真空脫氣；四、將坯料加熱至600 1300。C并放入帶有潤滑劑的模具型
腔中，先將施加的壓力增至1000 1200MPa，然后穩定至500MPa，在擠壓比 為4 36條件下，擠壓3 5s，得擠壓態鎢銅合金材料；五、先將軋機兩個軋 輥預熱至200 50(TC,然后將擠壓態鎢銅合金材料加熱至500 105(TC，而后 放入軋輥中并施加的壓力至1000 1200MPa，使每道次控制軋下量或斷面收 縮率為10% 40%，即得軋制態鎢銅合金材料；其中步驟一中鎢粉末費氏粒度 為1 10nm。
本實施方式得到的軋制態鎢銅合金材料因模具的不同可得到的任意的形 狀的板材或棒材，以適應不同領域的需求。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
四的不同點是步驟一中 按重量百分比取20% 80%的鎢粉末和20% 80%的銅粉末。其它步驟與參數 與具體實施方式
四相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
四或五的不同點是步驟一
中按重量百分比取60%的鎢粉末和40%的銅粉末。其它步驟與參數與具體實
施方式四或五相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
四的不同點是步驟一中 以60r/min速率機械混粉60h。其它步驟與參數與具體實施方式
四相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
四的不同點是步驟二中將
混合粉末在400 700MPa成型壓力條件下制坯料。其它步驟與參數與具體實 施方式四相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
四或八的不同點是步驟二 中將混合粉末在500MPa成型壓力條件下制坯料。其它步驟與參數與具體實施 方式四或八相同。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
四的不同點是步驟四中潤 滑劑為石墨乳。其它步驟與參數與具體實施方式
四相同。
具體實施方式
十一本實施方式與具體實施方式
四或十的不同點是步驟
四中將坯料加熱至800 1000。C并放入帶有潤滑劑的模具型腔中。其它步驟與
參數與具體實施方式
四或十相同。
具體實施方式
十二本實施方式與具體實施方式
四的不同點是步驟四中
先將施加的壓力增至llOOMPa。其它步驟與參數與具體實施方式
四相同。
具體實施方式
十三本實施方式與具體實施方式
四的不同點是步驟四中 在擠壓比為24條件下，擠壓4s。其它步驟與參數與具體實施方式
四相同。
具體實施方式
十四本實施方式與具體實施方式
四的不同點是步驟五中
將軋機兩個軋輥預熱至300 400°C。其它步驟與參數與具體實施方式
四相同。
具體實施方式
十五本實施方式與具體實施方式
四或十四的不同點是步 驟五中將軋機兩個軋輥預熱至350°C。其它步驟與參數與具體實施方式
四或十
四相同。
具體實施方式
十六本實施方式與具體實施方式
四的不同點是步驟五中
將擠壓態鎢銅合金材料加熱至700 1000°C。其它步驟與參數與
具體實施例方式
四相同。
具體實施方式
十七本實施方式與具體實施方式
四或十六的不同點是步
驟五中將擠壓態鎢銅合金材料加熱至900°C。其它步驟與參數與
具體實施例方式
四或十六相同。
具體實施方式
十八本實施方式與具體實施方式
四的不同點是步驟五中
施加的壓力增至1100MPa。其它步驟與參數與具體實施方式
四相同。
具體實施方式
十九本實施方式制備軋制態鉤銅合金材料的方法按以下
步驟實現 一、按重量百分比取60%的鎢粉末和40%的銅粉末，以60r/min速 率機械混粉40h，得混合粉末；二、將混合粉末在500MPa成型壓力條件下制 坯料，使坯料的相對密度為75% 85%;三、將坯料進行真空脫氣；四、將坯 料加熱至90(TC并放入帶有潤滑乳的模具型腔中，先將施加的壓力增至 llOOMPa，然后穩定至500MPa，在擠壓比為24條件下，擠壓4s，得擠壓態 鎢銅合金材料；五、先將軋機兩個軋輥預熱至35(TC，然后將擠壓態鴇銅合金 材料加熱至900。C，而后放入軋輥中并施加的壓力增至llOOMPa，使每道次控 制軋下量或斷面收縮率為10% 40%，即得軋制態鉤銅合金材料；其中步驟一 中鎢粉末費氏粒度為1 10pm。
本實施方式得到的軋制態鎢銅合金材料成分為60W-40Cu;軋制后的材料 厚度為2mm。
本實施方式得到的軋制態鎢銅合金材料經測得相對密度為99.2%，電導率 為34.6m/Q.mm2，維氏硬度為HV180。
權利要求
1、一種軋制態鎢銅合金材料，其特征在于軋制態鎢銅合金材料按重量百分比由10％～90％的鎢粉末和10％～90％的銅粉末制成，其中鎢粉末費氏粒度為1～10μm；在軋制態鎢銅合金材料內部鎢相與銅相呈形變的纖維條帶狀分布。
2、 根據權利要求1所述的一種軋制態鎢銅合金材料，其特征在于軋制態 鎢銅合金材料按重量百分比由20% 80%的鎢粉末和20% 80%的銅粉末制 成。
3、 根據權利要求1所述的一種軋制態鎢銅合金材料，其特征在于軋制態 鎢銅合金材料按重量百分比由60%的鎢粉末和40%的銅粉末制成。
4、 制備如權利要求1所述的一種軋制態鎢銅合金材料的方法，其特征在 于制備軋制態鎢銅合金材料的方法按以下步驟實現 一、按重量百分比取 10% 90%的鴿粉末和10% 90%的銅粉末，以50 70r/min速率機械混粉50 70h，得混合粉末；二、將混合粉末在200 900MPa成型壓力條件下制坯料， 使坯料的相對密度為75% 85%;三、將坯料進行真空脫氣；四、將坯料加熱 至600 130(TC并放入帶有潤滑劑的模具型腔中，先將施加的壓力增至1000 1200MPa，然后穩定至500MPa，在擠壓比為4 36條件下，擠壓3 5s，得 擠壓態鎢銅合金材料；五、先將軋機兩個軋輥預熱至200 500°C，然后將擠 壓態鎢銅合金材料加熱至500 1050°C，而后放入軋輥中并施加的壓力至 1000 1200MPa，使每道次控制軋下量或斷面收縮率為10% 40%，即得軋制 態鎢銅合金材料；其中步驟一中鎢粉末費氏粒度為1 10pm。
5.<image>image see original document page 4</image>
6、 根據權利要求5所述的制備一種軋制態鎢銅合金材料的方法，其特征 在于步驟一中按重量百分比取20% 80%的鴇粉末和20% 80%的銅粉末。
7、 根據權利要求5所述的制備一種軋制態鎢銅合金材料的方法，其特征 在于步驟一中以60r/min速率機械混粉60h。
8、 根據權利要求5所述的制備一種軋制態鎢銅合金材料的方法，其特征 在于步驟四中潤滑劑為石墨乳。
9、 根據權利要求5所述的制備一種軋制態鎢銅合金材料的方法，其特征 在于步驟五中將軋機兩個軋輥預熱至300 400°C 。
10、根據權利要求5所述的制備一種軋制態鎢銅合金材料的方法，其特征在于步驟五中將擠壓態鎢銅合金材料加熱至700 1000°C。
全文摘要
一種軋制態鎢銅合金材料及其制備方法，它涉及一種鎢銅合金材料及其制備方法。它解決了現有鎢銅合金材料相與相之間相容性差且密度低于99％，制造設備成本高、工藝過程復雜、能耗大、生產效率低的問題。軋制態鎢銅合金材料由鎢粉末和銅粉末制成。制備方法一、制混合粉末；二、制坯料；三、將坯料進行真空脫氣；四、制擠壓態鎢銅合金材料；五、將擠壓態鎢銅合金材料經加熱、加壓后即得。本發明軋制態鎢銅合金材料相與相有很好的相容性、密度增大了0.2％～0.5％。本發明制備方法簡單、所需設備成本低、工藝簡單、能耗小及生產效率高。本發明適用于電火花加工電極、電阻焊電極、電子封裝以及熱沉材料的制備應用等領域。
文檔編號C22C1/04GK101386948SQ20081013744
公開日2009年3月18日 申請日期2008年10月31日 優先權日2008年10月31日
發明者洋 于, 王爾德 申請人:洋 于