本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種Cu/MoCu/Cu三層復(fù)合板坯的制備方法，包括以下步驟：一、將鉬粉與銅粉混合均勻得到鉬基復(fù)合粉；二、采用油壓機(jī)將鉬基復(fù)合粉壓制成鉬基復(fù)合板坯；三、將鉬基復(fù)合板坯鋪設(shè)于兩張第一銅板之間組成復(fù)合板，然后將復(fù)合板裝入石墨坩堝內(nèi)，并在復(fù)合板頂部鋪設(shè)第二銅板；四、在氫氣氣氛保護(hù)下熔滲，隨爐冷卻后進(jìn)行表面修磨處理，得到Cu/MoCu/Cu三層復(fù)合板坯。本發(fā)明專利技術(shù)工藝路線短，加工成本低，可同時(shí)完成熔滲和復(fù)合過程，從而一次性制備Cu/MoCu/Cu三層復(fù)合板坯。采用本發(fā)明專利技術(shù)制備的Cu/MoCu/Cu三層復(fù)合板坯界面結(jié)合力強(qiáng)，殘余孔隙率低，銅含量易控易調(diào)，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于鑰銅合金復(fù)合材料
，具體涉及。
技術(shù)介紹
鑰銅合金是一種由鑰和銅組成的、既不互相固溶又不形成金屬間化合物的兩相混合組織，通常被稱為“假合金”。鑰銅合金既具有鑰的高強(qiáng)度、高硬度、低膨脹系數(shù)等特性，同時(shí)又兼?zhèn)溷~的高塑性、良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性等特性。該特有的綜合性能使鑰銅合金得到廣泛的應(yīng)用，主要應(yīng)用于電觸頭材料、熱沉材料、航天高溫材料、電子封裝材料等領(lǐng)域。鑰銅合金材料具有與BeO、Al2O3等陶瓷匹配的膨脹系數(shù)，可減小熱阻，提高工作穩(wěn)定性和壽命，可作為與各種陶瓷、玻璃及其他介電材料匹配封接的膨脹合金用于電真空器件的封接，用于超高頻金屬陶瓷管、大功率晶體管等要求高導(dǎo)熱的器件封接，以及用于大功率硅片的下電極和基片。另外，鑰銅合金材料還可應(yīng)用于軍用電子設(shè)備的熱控板、集成電路的散熱器等。除上述應(yīng)用外，鑰銅材料還因具有較好的耐熱性能以及足夠的高溫強(qiáng)度而廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。相對(duì)于鑰銅合金材料，Cu/MoCu/Cu復(fù)合材料具有更好的應(yīng)用前景。由于MoCu中間層的鑰銅合金呈網(wǎng)絡(luò)狀分布，使得Cu/MoCu/Cu復(fù)合材料平面方向和厚度方向的聯(lián)通能力大大加強(qiáng)，又因Cu/MoCu/Cu復(fù)合材料中銅的導(dǎo)電導(dǎo)熱能力也很強(qiáng)，因此Cu/MoCu/Cu復(fù)合材料在平面方向和厚度方向的導(dǎo)熱導(dǎo)電性能更好，層間結(jié)合強(qiáng)度更高，且熱應(yīng)力更小。奧地利的Plansee公司已開發(fā)了層厚比為1: 4: I的Cu/MoCu/Cu復(fù)合材料,該復(fù)合材料的密度為9.45g/cm3,能夠滿足對(duì)可控CTE、高熱導(dǎo)和高電導(dǎo)的需要，可用于微波載體和熱沉、微電子封裝底座、GaAs器件安裝和SMP導(dǎo)體。Cu/MoCu/Cu復(fù)合材料的制備方法主要有熔滲制備法和混合燒結(jié)法等。傳統(tǒng)的熔滲制備方法首先需要制備燒結(jié)態(tài)的多孔鑰骨架，再熔滲形成鑰銅合金，經(jīng)軋制得到鑰銅合金板材，最后使用軋制復(fù)合等方法將銅板復(fù)合到鑰銅合金板材兩側(cè)形成Cu/MoCu/Cu三層復(fù)合材料。傳統(tǒng)的混合燒結(jié)法需要采用高能球磨的方法制備鑰基復(fù)合粉末，然后采用熱等靜壓的方法制備MoCu中間層，最后采用其他方面把銅復(fù)合到MoCu中間層兩側(cè)形成Cu/MoCu/Cu三層復(fù)合材料。綜上所述，Cu/MoCu/Cu復(fù)合材料的傳統(tǒng)制備工藝流程長，工序繁雜，且生產(chǎn)成本高昂。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種Cu/MoCu/Cu三層復(fù)合板坯的方法。該方法具有工藝路線短、加工成本低、可一次性完成熔滲和復(fù)合過程、板坯層間界面結(jié)合強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是:，其特征在于，該方法包括以下步驟:步驟一、將鑰粉與銅粉混合均勻，得到鑰基復(fù)合粉；所述鑰基復(fù)合粉中銅粉的質(zhì)量百分含量為0.5% 2%，余量為鑰粉；步驟二、將步驟一中所述鑰基復(fù)合粉裝入鋼模后置于油壓機(jī)中，利用油壓機(jī)將鋼模內(nèi)的鑰基復(fù)合粉壓制成型，脫模后得到長度為120mm 200mm,寬度為80mm 120mm,厚度為5mm 15mm的鑰基復(fù)合板坯；所述鑰基復(fù)合板坯的孔隙率為10% 40% ；步驟三、將步驟二中所述鑰基復(fù)合板坯鋪設(shè)于兩張第一銅板之間組成復(fù)合板，再將所述復(fù)合板沿長度方向裝入上部開口的石墨坩堝型腔內(nèi)，然后在復(fù)合板頂部水平鋪設(shè)厚度為25mm 40mm的第二銅板；所述石墨坩堝型腔的橫截面形狀為矩形，所述復(fù)合板和第二銅板組成的整體的尺寸與石墨坩堝型腔的尺寸一致；所述復(fù)合板中第一銅板的長度和寬度與鑰基復(fù)合板坯的長度和寬度一致；步驟四、將步驟三中裝有復(fù)合板和第二銅板的石墨坩堝置于氫氣爐中，在氫氣氣氛保護(hù)下，于1250°c 1450°C熔滲Ih 5h，隨爐冷卻后脫除石墨坩堝，然后采用機(jī)械加工的方法進(jìn)行表面修磨處理，得到Cu/MoCu/Cu三層復(fù)合板坯。上述的，其特征在于，步驟三中所述第一銅板和第二銅板的材質(zhì)均為純銅Tl、純銅T2、純銅T3、無氧銅TUl或無氧銅TU2。上述的，其特征在于，步驟三中所述第一銅板的厚度為5mm 20mm。上述的，其特征在于，步驟三中所述矩形的長度為80mm 120mm,所述矩形的寬度為15mm 50mm。上述的，其特征在于，步驟四中所述Cu/MoCu/Cu三層復(fù)合板坯的層厚比為1: (0.5 2): I。上述的，其特征在于，步驟四中所述Cu/MoCu/Cu三層復(fù)合板坯的MoCu層中銅的質(zhì)量百分含量為10% 40%，余量為鑰。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本專利技術(shù)首先將鑰粉與銅粉混合制成鑰基復(fù)合粉，然后壓制成鑰基復(fù)合板坯，并在鑰基復(fù)合板坯中預(yù)留一定的孔隙率，能夠有效控制銅的熔滲量，使得Cu/MoCu/Cu三層復(fù)合板坯中MoCu中間層的銅含量能夠得到準(zhǔn)確控制。2、本專利技術(shù)在鑰粉中預(yù)先混入銅粉制成鑰基復(fù)合粉，能夠使得鑰基復(fù)合粉在熔滲過程體現(xiàn)出良好的熔銅滲銅效果，使制備的Cu/MoCu/Cu三層復(fù)合板坯的殘余孔隙率得到顯著降低。3、本專利技術(shù)通過對(duì)鑰基復(fù)合板、第一銅板和第二銅板的組裝，并通過對(duì)熔滲溫度和熔滲時(shí)間的控制，使得Cu/MoCu/Cu三層復(fù)合板坯中銅層與鑰銅層之間的層間界面完全為冶金結(jié)合，界面結(jié)合力強(qiáng)。4、本專利技術(shù)略去了多孔鑰骨架燒結(jié)、鑰銅合金板材軋制、銅層在鑰銅合金板材上的復(fù)合等復(fù)雜工序，能夠一次性制備出Cu/MoCu/Cu三層復(fù)合板坯，并且將Cu/MoCu/Cu三層復(fù)合板坯直接進(jìn)行普通軋制，即可獲得用于電觸頭材料、熱沉材料、航天高溫材料、電子封裝材料等領(lǐng)域的高品質(zhì)Cu/MoCu/Cu復(fù)合板材。5、本專利技術(shù)工藝路線短，加工成本低，可同時(shí)完成熔滲和復(fù)合過程，從而一次性制備Cu/MoCu/Cu三層復(fù)合板坯；采用本專利技術(shù)制備的Cu/MoCu/Cu三層復(fù)合板坯界面結(jié)合力強(qiáng)，殘余孔隙率低，銅含量易控易調(diào)，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。附圖說明圖1為本專利技術(shù)裝有復(fù)合板和第二銅板的石墨坩堝的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本專利技術(shù)實(shí)施例3制備的Cu/MoCu/Cu三層復(fù)合板坯中MoCu層的金相組織照片。圖3為本專利技術(shù)實(shí)施例3制備的Cu/MoCu/Cu三層復(fù)合板坯的截面形貌SEM照片。附圖標(biāo)記說明:I一鑰基復(fù)合板還；2一第一銅板；3—第二銅板；4—石墨樹禍。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1本實(shí)施例Cu/MoCu/Cu三層復(fù)合板坯的層厚比為1:1:1 ;本實(shí)施例Cu/MoCu/Cu三層復(fù)合板坯的MoCu中間層中銅的質(zhì)量百分含量為30%，余量為鑰。結(jié)合圖1，本實(shí)施例Cu/MoCu/Cu三層復(fù)合板坯的制備方法包括以下步驟:步驟一、將鑰粉與銅粉混合均勻，得到鑰基復(fù)合粉；所述鑰基復(fù)合粉中銅粉的質(zhì)量百分含量為1%，余量為鑰粉；步驟二、采用油壓機(jī)將步驟一中所述鑰基復(fù)合粉壓制成長度為160mm,寬度為90mm，厚度為7mm的鑰基復(fù)合板坯I ;所述鑰基復(fù)合板坯I的孔隙率為30% ；步驟三、將步驟二中所述鑰基復(fù)合板坯I鋪設(shè)于兩張第一銅板2之間，組成復(fù)合板，然后將所述復(fù)合板沿長度方向裝入上部開口的石墨坩堝4型腔內(nèi)，并在復(fù)合板頂部水平鋪設(shè)第二銅板3 ;所述石墨坩堝4型腔的橫截面形狀為矩形，所述石墨坩堝4型腔的長度為90mm,寬度為21mm,高度為196mm ;所述第一銅板2的長度為160mm,寬度為90mm,厚度為7mm ;所述第二銅板3的長度為90mm,寬度為21mm,厚度為36mm本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種Cu/MoCu/Cu三層復(fù)合板坯的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：步驟一、將鉬粉與銅粉混合均勻，得到鉬基復(fù)合粉；所述鉬基復(fù)合粉中銅粉的質(zhì)量百分含量為0.5%～2%，余量為鉬粉；步驟二、將步驟一中所述鉬基復(fù)合粉裝入鋼模后置于油壓機(jī)中，利用油壓機(jī)將鋼模內(nèi)的鉬基復(fù)合粉壓制成型，脫模后得到長度為120mm～200mm，寬度為80mm～120mm，厚度為5mm～15mm的鉬基復(fù)合板坯（1）；所述鉬基復(fù)合板坯（1）的孔隙率為10%～40%；步驟三、將步驟二中所述鉬基復(fù)合板坯（1）鋪設(shè)于兩張第一銅板（2）之間組成復(fù)合板，再將所述復(fù)合板沿長度方向裝入上部開口的石墨坩堝（4）型腔內(nèi)，然后在復(fù)合板頂部水平鋪設(shè)厚度為25mm～40mm的第二銅板（3）；所述石墨坩堝（4）型腔的橫截面形狀為矩形，所述復(fù)合板和第二銅板（3）組成的整體的尺寸與石墨坩堝（4）型腔的尺寸一致；所述復(fù)合板中第一銅板（2）的長度和寬度與鉬基復(fù)合板坯（1）的長度和寬度一致；步驟四、將步驟三中裝有復(fù)合板和第二銅板（3）的石墨坩堝（4）置于氫氣爐中，在氫氣氣氛保護(hù)下，于1250℃～1450℃熔滲1h～5h，隨爐冷卻后脫除石墨坩堝，然后采用機(jī)械加工的方法進(jìn)行表面修磨處理，得到Cu/MoCu/Cu三層復(fù)合板坯。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種Cu/MoCu/Cu三層復(fù)合板坯的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 步驟一、將鑰粉與銅粉混合均勻，得到鑰基復(fù)合粉；所述鑰基復(fù)合粉中銅粉的質(zhì)量百分含量為0.5% 2%，余量為鑰粉； 步驟二、將步驟一中所述鑰基復(fù)合粉裝入鋼模后置于油壓機(jī)中，利用油壓機(jī)將鋼模內(nèi)的鑰基復(fù)合粉壓制成型，脫模后得到長度為120mm 200mm,寬度為80mm 120mm,厚度為5mm 15mm的鑰基復(fù)合板坯(I);所述鑰基復(fù)合板坯(I)的孔隙率為10% 40% ； 步驟三、將步驟二中所述鑰基復(fù)合板坯(I)鋪設(shè)于兩張第一銅板(2)之間組成復(fù)合板，再將所述復(fù)合板沿長度方向裝入上部開口的石墨坩堝(4)型腔內(nèi)，然后在復(fù)合板頂部水平鋪設(shè)厚度為25mm 40mm的第二銅板(3);所述石墨坩堝(4)型腔的橫截面形狀為矩形，所述復(fù)合板和第二銅板(3)組成的整體的尺寸與石墨坩堝(4)型腔的尺寸一致；所述復(fù)合板中第一銅板(2)的長度和寬度與鑰基復(fù)合板坯(I)的長度和寬度一致； 步驟四、將步驟三中裝有復(fù)合板和第二銅板(3)的石墨坩堝(4)置于氫氣爐中，在氫氣氣氛保護(hù)下，于1250°C 1...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王國棟，梁靜，李來平，林小輝，張新，劉燕，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：西北有色金屬研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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