[发明专利]钨铜合金箔片的交叉轧制方法

说明书

技术领域

本发明涉及压力加工技术领域，尤其是钨铜合金箔片的交叉轧制方法。

背景技术

钨具有高熔点、高密度、低膨胀系数和高强度等优点，铜具有很好的导热、导电性能，钨和铜复合而成的钨铜合金则兼备钨和铜的优点，具有高密度、良好的导热性和导电性、较小的热膨胀系数等优点，在电接触材料、电极材料、电子封装材料和热沉材料等领域广泛应用。

目前，钨铜合金的致密化方法主要有熔渗法、热等静压法、液相烧结法等。其中，熔渗法是先预烧钨骨架，然后将铜与预烧的钨骨架叠置在一起，在还原或真空气氛中进行液相烧结，通过熔融的铜在毛细管力作用下渗入钨骨架中，该方法可获得较高致密度的钨铜合金。然而，熔渗法是依靠钨骨架的毛细作用将铜渗入，钨骨架中不可避免存在一些闭孔，易造成铜凝固相粗大且分布不均匀，此外，烧结坯表面留有一层铜，需要打磨去，浪费原料。而热等静压法则对设备要求较高，且很难实现大块箔片的生产。传统的液相烧结法不能通过液相烧结制备致密的钨铜合金，尽管一些后续加工，如复压、热锻、热压等可提高钨铜合金的相对密度，但这些工艺增加了模具损耗。

轧制是一种提高钨铜合金性能的一种有效方法，尤其适合片状的产品，现有技术一般采用热轧工艺生产厚度大于2 mm的片材，采用冷轧生产2 mm以下的箔片。中国专利“钨铜合金薄板的冷轧方法---CN101862751A”公开了采用单向冷轧法经过多道次加工成钨铜合金薄板。但是，在冷轧过程中一般变形量不宜超过40%，否则在轧制过程中容易出现开裂和表面龟裂，因此在生产厚度较薄的钨铜箔片时，由于冷轧变形量较大，需要在轧制过程中经过多次退火，使生产周期延长，能耗增加。现有技术的模压成型法和粉轧成型法均难以生产厚度小于0.8 mm的钨铜合金箔片。

发明内容

本申请人针对上述现有技术难以生产厚度小于0.8 mm的钨铜合金箔片等缺点，提供一种钨铜合金箔片的交叉轧制方法，从而既减少了退火次数，缩短了生产周期，降低了能耗，又改善了材料的组织。

本发明所采用的技术方案如下：

一种钨铜合金箔片的交叉轧制方法，对钨铜合金烧结坯料在室温下进行多道次冷轧，包含以下步骤：

（I）   对坯料先进行一个方向的轧制；

（II）  当步骤I轧制的变形量达到30～40%时，改变钨铜合金的轧制方向，即将坯料旋转90°，形成与步骤I中相正交的方向，进行轧制；

（III） 当步骤II轧制的变形量达到30～40%时，对坯料进行退火；

（IV）  重复步骤I至III，直至轧制至需要的厚度。

其进一步特征在于：所述钨铜合金烧结坯料厚度为0.8～3 mm，所述钨铜合金箔片厚度为0.05～2 mm。

所述钨铜合金中钨的质量百分比为50～95%。

轧制时轧辊转速为1～20 r/s，道次压下量在0.005～0.3 mm，且随着坯料厚度的减小，道次压下量相应减小。

退火在700～900 ℃的氢气或真空炉中进行。

本发明的有益效果如下：

本发明提供的钨铜合金箔片的交叉轧制方法可有效解决单向轧制过程中出现的表面龟裂问题，减少了退火次数，能制备出厚度为0.05～2 mm厚的高致密度钨铜合金箔片。该方法具有对设备要求低、生产效率高、能耗低等优点，适于大批量生产，适用于钨的质量分数为50～95%的所有钨铜合金箔片的轧制。

具体实施方式

本发明通过对厚度为0.8～3 mm的钨铜合金烧结坯在室温下进行多道次冷轧，轧辊转速为1～20 r/s；道次压下量在0.005～0.3 mm之间，随着坯料厚度的减小，道次压下量相应减小。

一般来说，当总变形量超过40%时，如果继续轧制，铜相和钨相由于单向受力而出现分离现象，导致材料开裂和表面龟裂，传统方法则是经过退火来消除龟裂。而本发明则在总变形量为30～40%时改变钨铜合金的轧制方向，即将坯料转90°进行横向轧制，即与之前的轧制方向进行正交交叉。这样不仅使材料中的铜相和钨相改变了分布状态，还减少了一次退火带来的加工周期延长和能耗增加。当换向后轧制总变形量为30～40%时，在700～900 ℃的氢气或真空炉中进行退火。然后继续对坯料进行轧制，退火后轧制方向和退火前的可以相同，也可以交叉。当变形量为30～40%时，再交叉轧制，然后退火，如此反复至获得产品所需的厚度。期间，随着变形量的增加，轧制坯的长宽尺寸均在增加，可以视情况进行适当裁减，以便于后续的轧制加工。

实施例1