[发明专利]钨铜合金线材的制备方法

说明书

技术领域

本发明属新材料制造技术领域，具体涉及一种钨铜合金线材的制备方法。

背景技术

钨铜合金因良好的导电、导热及抗电弧腐蚀的性能被广泛用做电极材料、电子封装和电触头材料，在用作电极时，常常要求直径在3mm左右，长度越长越好，现有技术中，钨铜合金丝材的制备有两种方法，一是采用冷等静压设备压制成数倍于要求的棒材，然后烧结成型再进行机械加工；一是采用模压成棒材，烧结成型后再轧制、挤压、拉拔，最后获得所需要的合金丝材。目前由于钨铜合金是一种假合金，再加上钨的高硬度、高熔点，使其难以采用同致密材料一样拉拔或锻造加工成丝材或线材，机械加工虽然可以，但工艺复杂，制作成本太高，工业上难以承担，因此有必要改进。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种钨铜合金线材的制备方法，解决了现有技术制备细长类钨铜材料方法复杂，制作成本高的问题。

本发明采用的技术方案：钨铜合金线材的制备方法，包含下述步骤：

1)配料，选取粒度为300目的钨粉和粒度为400目的铜粉，再添加少量稀土元素钕做添加剂，共同机械混合3-5小时得钨铜混合粉；

2)压制，将步骤1中的钨铜混合粉以高速流体的方式装入石墨模具中，同时给予冲击压制压力；

3)熔渗烧结，将上述压制好的压坯连同石墨模具，一起放在氢气的保护气氛烧结炉内，控制温度1450℃-1500℃，保温1-1.5小时进行烧结成型，同时在石墨模具顶端放置熔渗所用的铜块；

4)热锻，将烧结好的坯块从石墨模具中取出，在箱式电阻炉里加热到960℃，保温30分钟，然后放在热锻机上对坯块施加压应力，产生锻击；

5)退火，将热锻得到的线材进行退火处理，温度850℃-950℃，消除加工应力；

6)无心磨削加工，将退火后的线材在无心磨削设备上进行磨削加工，以保证尺寸和表面质量要求。

进一步地，所述石墨模具的模腔直径为10mm。

进一步地，所述氢气的气体流量为3L/h。

进一步地，所述冲击压制压力为15kg。

本发明与现有技术相比的优点：

1、线材加工变形量大，本方法的变形程度远大于拉伸和辊模拉拔；

2、线材变形均匀，材料内部处于3个方向压应力状态，周向均匀压缩，不会因变形不均匀导致材料形成裂口和裂纹，且线材也较少发生扭曲；

3、所需变形力小，工具、模具寿命高；

4、设备所需的驱动力较小，采用小功率的电机作为动力源，运转成本低。

具体实施方式

下面描述本发明的一种实施例。

制取直径为3mm，长度500mm的钨铜合金线材，包含下述步骤：

1)配料，选取粒度为300目的钨粉和粒度为400目的铜粉，再添加少量稀土元素钕做添加剂，共同机械混合3-5小时得钨铜混合粉；

2)压制，将步骤1中的钨铜混合粉以高速流体的方式装入模腔直径为10mm的石墨模具中，同时给予15kg冲击压制压力；

3)熔渗烧结，将上述压制好的压坯连同石墨模具，一起放在氢气的保护气氛烧结炉内，氢气的气体流量为3L/h，控制温度1450℃-1500℃，保温1-1.5小时进行烧结成型，同时在石墨模具顶端放置熔渗所用的铜块；

4)热锻，将烧结好的坯块从石墨模具中取出，在箱式电阻炉里加热到960℃，保温30分钟，然后放在热锻机上对坯块施加压应力，产生锻击；热锻时所受的应力状态为三向压应力，三向压应力可提高材料塑性，而拉应力则使塑性降低，此锻法应力特点对产量较低、附加值较高的低塑性有色金属线材非常有利。在工艺上兼有多向锻打和脉冲锻打的特点，每次锤击的加工量比较小，加工坯料每次都受到均匀分布在周向上的压缩变形，从而消除加工坯料内部的气孔、空洞等缺陷，破碎粗大的晶粒，改变材料的组织结构，而这不仅避免了材料的大量浪费，在降低钨铜合金直径的同时，大大提高钨铜合金的致密度和强度，同时通过消除钨铜合金中的孔隙而提高其电导率。

5)退火，将热锻得到的线材进行退火处理，温度900℃-950℃，消除坯料加工过程中产生的加工应力，减少加工缺陷，提高成材率；

6)最后将烧结好的直径约3.3mm，长度为510mm的细棒在无心外圆磨床上磨削至直径3mm，表面达到1.5光洁度的线材即可。

采用本方法制备的钨铜合金线材，直径在3mm左右，长度几乎没有限制，而且工艺简单、成本低廉、性能优越。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。