專利名稱：一種制備鎢銅合金箔材的低溫軋制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于制備鎢銅合金領(lǐng)域，具體涉及一種制備鎢銅合金的低溫軋制方法。
背景技術(shù)：
鎢銅合金是由鎢和銅元素組成的一種假合金材料，由于其同時具有低膨脹系數(shù)和良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性等特性，在電器元件、半導(dǎo)體封裝、電子等行業(yè)得到普遍應(yīng)用，近年來又在大功率LED照明芯片行業(yè)得到重視，具有很大的潛在市場。但是，在半導(dǎo)體封裝行業(yè)、電子和大功率LED照明行業(yè)使用的鎢銅合金箔片零件，由于要求密度大，一般要求大于理論密度的99. 5% ;厚度薄，一般為150-200微米，且厚度公差要求在5微米范圍內(nèi)，零件表面平整度要求在RaO. 01以下。然而，采用目前現(xiàn)有的工藝方法難以實現(xiàn)這些技術(shù)要求。現(xiàn)有的鎢銅合金箔片材料加工的主要技術(shù)有如下兩種方法 (I)對采用粉末冶金方法制成的燒結(jié)坯，直接進(jìn)行切割，然后采用單面磨或雙面磨的方法制成所需厚度和表面平整度的鎢銅合金箔片零件。該技術(shù)存在材料利用率低，投料產(chǎn)出比一般不大于50%，且采用此技術(shù)生產(chǎn)的鎢銅箔片零件仍然存在內(nèi)部孔隙，零件實際密度一般在92-95%之間，遠(yuǎn)低于理論密度等多種問題。(2)在高于銅的再結(jié)晶溫度，利用鍛壓、軋制、壓制等機(jī)械方法對鎢銅合金坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形，得到初始坯料；然后通過冷軋的方法對燒結(jié)鎢銅合金進(jìn)行冷軋加工，壓縮變形量為30 40%時進(jìn)行中間退火，如此反復(fù)退火-冷軋，直至加工到所要求的厚度。該技術(shù)存在生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)箔片零件的周期至少在5天以上；能耗高，熱鍛、熱車U熱壓、退火等工序須采用大功率的高溫加熱爐；由于加工道次多，導(dǎo)致產(chǎn)品成品率低，一般投入產(chǎn)出比不大于15% ;設(shè)備占用種類較多，且多為大功率和大噸位的加工設(shè)備，設(shè)備投資較大；產(chǎn)品厚度公差難以達(dá)到5微米；產(chǎn)品表面平整度一般很難達(dá)到RaO. 01等多種問題。專利號為US5686676的美國專利，采用在還原性氣體中燒結(jié)來改善燒結(jié)的效果，并通過使用含有氧分子的坯料從而在燒結(jié)過程中釋放出氧氣以加速反應(yīng)，以及加入腐蝕抑制劑來減少坯料中物質(zhì)的自燃反應(yīng)。這些手段雖然可以起到一定改善生產(chǎn)效率的作用，但其本質(zhì)上沒有脫離現(xiàn)有技術(shù)的框架，仍然存在現(xiàn)有技術(shù)的上述問題。申請?zhí)枮?01010177489. I的中國專利公開了一種鎢銅合金薄板的冷軋方法，該方法的特點是整個軋制過程在室溫下完成，但是需要經(jīng)過幾到幾十道次的冷軋，且壓軋速度較低，在O. 01-0. lm/s之間，因此生產(chǎn)效率較低，生產(chǎn)周期較長。另外，該方法獲得的軋制板厚度公差控制難度較大，達(dá)到4微米公差時，生產(chǎn)效率會更低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種制備鎢銅合金的低溫軋制方法，該方法解決了現(xiàn)有鎢銅合金箔材生產(chǎn)過程中存在的設(shè)備投入大、加工精度差、加工效率低、材料利用率低的問題，提高了鎢銅合金箔材的加工精度，以及生產(chǎn)效率，并且通過采用預(yù)熱保溫的方式，進(jìn)一步降低了軋制道次，提高了生產(chǎn)效率。為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明所提供的一種制備鎢銅合金的低溫軋制方法是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種制備鎢銅合金箔材的方法，包括以下步驟(I)采用常規(guī)方法制備鎢銅合金燒結(jié)坯料；(2)將鎢銅合金坯料預(yù)熱至150-250°C，并且保溫5_30min待用；(3)將預(yù)熱好的鎢銅合金坯料在軋機(jī)上進(jìn)行軋制，制得鎢銅合金箔材。優(yōu)選地，所述步驟(I)中，鎢銅合金燒結(jié)坯料的重量百分比為銅5-50 %、鎢 50-95%。優(yōu)選地，所述步驟(I)中，鎢銅合金燒結(jié)坯料的厚度為O. 25-2. 5_。優(yōu)選地，所述步驟(2)中，最佳預(yù)熱溫度隨鎢銅合金坯料中鎢含量的增加而升高，最佳保溫時間隨鎢銅合金坯料的厚度的增加而延長。優(yōu)選地，所述方法還包括步驟(4):當(dāng)首次軋制的道次加工量達(dá)到后，迅速將鎢銅合金坯料在150-250°C的溫度下再次保溫15-20min，然后再次軋制，如此經(jīng)過2_8道次軋制，即可制得厚度為O. 05-0. 5mm的鶴銅合金箔材。優(yōu)選地，所述軋機(jī)軋制的道次加工量小于等于50%，軋制速度小于等于15m/s。優(yōu)選地，所述軋機(jī)為二輥、四輥、十二輥或二十輥軋機(jī)。本發(fā)明采用難熔鎢鑰金屬加工的冷軋工藝，與傳統(tǒng)的熱軋開坯、退火、冷軋的生產(chǎn)工藝相比，具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品精度好、材料利用率高等特點。采用本發(fā)明，僅需要一臺常規(guī)烘箱，一臺板材軋機(jī)即可，設(shè)備投入少；一般只經(jīng)過不多于8道次的軋制，每道次軋制時間一般不超過30min,生產(chǎn)效率大大提高；可加工出薄至O. 05-0. 5mm范圍內(nèi)的箔材零件；可直接制得厚度公差、表面平整度達(dá)到要求的鎢銅合金零件；且材料利用率大大提高，投料產(chǎn)出比一般不會低于70%。


通過下面結(jié)合附圖對其示例性實施例進(jìn)行的描述，本發(fā)明上述特征和優(yōu)點將會變得更加清楚和容易理解。圖I為制備鎢銅合金箔材的方法的流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖I所示，一種制備鎢銅合金箔材的方法，包括以下步驟(I)采用常規(guī)方法制備鎢銅合金燒結(jié)坯料；原料采用市售鎢銅合金燒結(jié)坯料，或采用其他粉末冶金方法如模壓、軋制、等靜壓制成型等制備而成的鎢銅合金燒結(jié)坯料；較佳地，鎢銅合金燒結(jié)坯料的重量百分比為銅5-50 %、鎢50-95 %，厚度為O. 25-2. 5mm。
(2)將鎢銅合金坯料預(yù)熱至150-250°C，并且保溫5_30min待用；需要指出的是，預(yù)熱最佳溫度的選擇隨鎢銅合金坯料中鎢含量的增加而升高，最佳保溫時間的長短隨鎢銅合金坯料的厚度的增加而延長。(3)將預(yù)熱好的鎢銅合金坯料在軋機(jī)上進(jìn)行軋制，即可制得厚度為O. 05-0. 5mm的鶴銅合金箔材。可以使用二輥、四輥、十二輥、二十輥軋機(jī)對預(yù)熱好的鎢銅合金坯料直接進(jìn)行軋制，其中，道次加工量小于等于50%，軋制速度小于等于15m/s。根據(jù)實際需要，往往需要軋制多次才能得到理想厚度的鎢銅合金箔材。因此所述方法，進(jìn)一步還包括步驟(4):當(dāng)首次軋制的道次加工量達(dá)到后，迅速將鎢銅合金坯料在150-250°C的溫度下再次保溫15-20min，然后再次軋制，如此一般經(jīng)過2_5道次軋制(最大不大于8次)，制得理想厚度的鎢銅合金箔材。 再次軋制和首次軋制一樣，可以使用二輥、四輥、十二輥、二十輥軋機(jī)進(jìn)行軋制，并且道次加工量小于等于50%，軋制速度小于等于15m/s。下面為具體實施例實施例I采用粉末模壓工藝制得重量百分比為銅15 %、鎢85 %的鎢銅合金燒結(jié)坯料，其厚度為2. 5mm ;將該鎢銅合金坯料在烘箱中預(yù)熱至200_220°C，保溫時15_20min ;然后迅速將經(jīng)過預(yù)熱的鎢銅合金坯料在四輥板材軋機(jī)上直接軋制，道次加工量小于等于35%，軋制速度為lOm/s ;當(dāng)?shù)来渭庸ち窟_(dá)到后，再迅速將鎢銅合金坯料放入烘箱中在200-220°C的溫度下再次保溫15_20min，然后再次軋制；如此經(jīng)過5道次軋制，即可制得厚度為O. 5mm的鎢銅合金箔材。經(jīng)測量，該鎢銅合金箔材的密度可達(dá)到99. 95%，厚度公差為4微米，表面平整度為RaO. 008，投入產(chǎn)出比達(dá)到82%。實施例2采用粉末軋制工藝制得重量百分比為銅20 %、鎢80 %的鎢銅合金燒結(jié)坯料，其厚度為O. 5mm ;將該鎢銅合金坯料在烘箱中預(yù)熱至150-180°C，保溫時5_8min ;然后迅速將經(jīng)過預(yù)熱的鎢銅合金坯料在二十輥板材軋機(jī)上直接軋制，道次加工量小于等于45%，軋制速度為8m/s ;當(dāng)?shù)来渭庸ち窟_(dá)到后，再迅速將鎢銅合金坯料放入烘箱中在150-180°C的溫度下再次保溫5-8min，然后再次軋制；如此經(jīng)過3道次軋制，即可制得厚度為O. 25mm的鎢銅合金箔材。經(jīng)測量，該鎢銅合金箔材的密度可達(dá)到99. 95%，厚度公差為3微米，表面平整度為RaO. 008，投入產(chǎn)出比達(dá)到75%。實施例3采用粉末等靜壓工藝制得重量百分比為銅10%、鎢90%的鎢銅合金燒結(jié)坯料，其厚度為2. Omm ;將該鎢銅合金坯料在烘箱中預(yù)熱至230-250°C，保溫時20_30min ;然后迅速將經(jīng)過預(yù)熱的鎢銅合金坯料在四輥板材軋機(jī)上直接軋制，道次加工量小于等于25%，軋制速度為6m/s ;當(dāng)?shù)来渭庸ち窟_(dá)到后，再迅速將鎢銅合金坯料放入烘箱中在230-250°C的溫度下再次保溫20-30min，然后再次軋制；如此經(jīng)過5道次軋制，即可制得厚度為O. 5mm的鎢銅合金箔材。經(jīng)測量，該鎢銅合金箔材的密度可達(dá)到99. 95%，厚度公差為4微米，表面平整度為RaO. 008，投入產(chǎn)出比達(dá)到80%。實施例4
采用粉末模壓工藝制得重量百分比為銅30%、鎢70%的鎢銅合金燒結(jié)坯料，其厚度為I. 5mm ;將該鎢銅合金坯料在烘箱中預(yù)熱至180-200°C，保溫時10_15min ;然后迅速將經(jīng)過預(yù)熱的鎢銅合金坯料在二輥板材軋機(jī)上直接軋制，道次加工量小于等于45 %，軋制速度為15m/s ;當(dāng)?shù)来渭庸ち窟_(dá)到后，再迅速將鎢銅合金坯料放入烘箱中在180-200°C的溫度下再次保溫10_15min，然后再次軋制；如此經(jīng)過5道次軋制，即可制得厚度為O. 05mm的鎢銅合金箔材。經(jīng)測量，該鎢銅合金箔材的密度可達(dá)到99. 95%，厚度公差為4微米，表面平整度為RaO. 01，投入產(chǎn)出比達(dá)至Ij 70%。實施例5采用粉末軋制工藝制得重量百分比為銅15 %、鎢85 %的鎢銅合金燒結(jié)坯料，其厚度為I. Omm ;將該鎢銅合金坯料在烘箱中預(yù)熱至180-200°C，保溫時10_15min ;然后迅速將經(jīng)過預(yù)熱的鎢銅合金坯料在四輥板材軋機(jī)上直接軋制，道次加工量小于等于35%，軋制速度為8m/s ;當(dāng)?shù)来渭庸ち窟_(dá)到后，再迅速將鎢銅合金坯料放入烘箱中在180-200°C的溫度下再次保溫10-15min，然后再次軋制；如此經(jīng)過4道次軋制，即可制得厚度為O. 08mm的鎢 銅合金箔材。經(jīng)測量，該鎢銅合金箔材的密度可達(dá)到99. 95%，厚度公差為4微米，表面平整度為RaO. 008，投入產(chǎn)出比達(dá)到78%。本發(fā)明可用于在電子、通訊、半導(dǎo)體、照明、安全、醫(yī)療、軍工、航天、航空、海洋等多領(lǐng)域應(yīng)用的鎢銅合金箔材產(chǎn)品的生產(chǎn)過程。本發(fā)明所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明以上實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例之一，為篇幅限制，這里不能逐一列舉所有實施方式，任何可以體現(xiàn)本發(fā)明權(quán)利要求技術(shù)方案的實施，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。需要注意的是，以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施方式
僅限于此，在本發(fā)明的上述指導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種改進(jìn)和變形，而這些改進(jìn)或者變形落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種制備鎢銅合金箔材的方法，包括以下步驟 (1)采用常規(guī)方法制備鎢銅合金燒結(jié)坯料； (2)將鎢銅合金坯料預(yù)熱至150-250°C，并且保溫5-30min待用； (3)將預(yù)熱好的鎢銅合金坯料在軋機(jī)上進(jìn)行軋制，制得鎢銅合金箔材。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟(I)中，鎢銅合金燒結(jié)坯料的重量百分比為銅5-50%、鎢50-95%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述步驟(I)中，鎢銅合金燒結(jié)坯料的厚度為0. 25-2. 5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，最佳預(yù)熱溫度隨鎢銅合金坯料中鎢含量的增加而升高，最佳保溫時間隨鎢銅合金坯料的厚度的增加而延長。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，最佳預(yù)熱溫度隨鎢銅合金坯料中鎢含量的增加而升高，最佳保溫時間隨鎢銅合金坯料的厚度的增加而延長。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，還包括步驟(4):當(dāng)首次軋制的道次加工量達(dá)到后，迅速將鎢銅合金坯料在150-250°C的溫度下再次保溫15-20min，然后再次軋制，如此經(jīng)過2-8道次軋制，即可制得厚度為0. 05-0. 5mm的鎢銅合金箔材。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，還包括步驟(4):當(dāng)首次軋制的道次加工量達(dá)到后，迅速將鎢銅合金坯料在150-250°C的溫度下再次保溫15-20min，然后再次軋制，如此經(jīng)過2-8道次軋制，即可制得厚度為0. 05-0. 5mm的鎢銅合金箔材。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，還包括步驟(4):當(dāng)首次軋制的道次加工量達(dá)到后，迅速將鎢銅合金坯料在150-250°C的溫度下再次保溫15-20min，然后再次軋制，如此經(jīng)過2-8道次軋制，即可制得厚度為0. 05-0. 5mm的鎢銅合金箔材。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述軋機(jī)軋制的道次加工量小于等于50%,軋制速度小于等于15m/s。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述軋機(jī)為二輥、四輥、十二輥或二十輥軋機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制備鎢銅合金箔材的方法，包括(1)采用常規(guī)方法制備鎢銅合金燒結(jié)坯料；(2)將鎢銅合金坯料預(yù)熱至150-250℃，并且保溫5-30min待用；(3)將預(yù)熱好的鎢銅合金坯料在軋機(jī)上進(jìn)行軋制，制得鎢銅合金箔材。本發(fā)明采用低溫軋制方法，克服了現(xiàn)有生產(chǎn)過程中設(shè)備投入大、加工精度差、材料利用率低的問題，提高了鎢銅合金箔材的加工精度和生產(chǎn)效率。
文檔編號B21B1/40GK102806229SQ20121028309
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月9日
發(fā)明者王濤 申請人:上海瑞鉬特金屬新材料有限公司