[发明专利]一种叠轧制备钼纤维铜/钼复合板的方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料的制备，特别是一种叠轧制备钼纤维铜/钼复合板的方法。

背景技术

随着电子、信息、能源、汽车等工业技术的不断发展，功能用金属基复合材料越来越受到重视，应用前景广阔。这种材料需要具有较高的力学性能和高导热、低热膨胀、高导电等物理性能。铜/钼结构复合板具备上述特点，所以一般应用于电子封装材料。金属基复合材料主要有以高性能增强纤维、晶须、颗粒等增强的金属基复合材料；金属基体中原位自生增强复合材料、层板金属基复合材料等品种。其制造方法可以分为：固态制造技术、液态制造技术和其他制造技术。目前制造铜/钼复合板的方法主要固态制造技术，其中轧制的主要复合方法是，通过对板材进行表面处理，除去表面污染层，获得清洁表面，同时使表面具有一定的粗糙度，轧制时使具有一定粗糙度的板材表面相互啮合，形成初步机械结合，同时通过退火使得界面金属间相互扩散，进一步增强界面结合强度。

制备具有良好力学、物理性能钼纤维铜/钼金属复合板的关键是通过足够大轧制力使钼板发生断裂并钉扎在复合板中，其关键技术主要包括：表面处理、大变形量叠轧和退火等工序。通过表面处理把表面污染层和氧化膜清理干净，获得一定的硬化层，使得轧制过程中可以发生裂缝露出新鲜金属，利于界面间金属的啮合。寻找较佳的变形量、变形速度和变形温度等条件的叠轧工艺。在退火工序中，寻找较佳的退火温度和时间，使得钼纤维和铜界面处应力的释放、提高元素的扩散能力、材料的组织状态及持续变形能力等相互匹配，使界面处具有合适厚度的过渡层而形成充分并有效的冶金结合，并使复合板具备所需的微观组织和力学性能。

在有关文献和专利中也涉及了铜/钼复合板的制备技术。美国专利文献(US4957823，US4950554，US4988392)中指出轧制压接方法制备铜/钼/铜复合板；朱爱辉(西安建筑科技大学硕士论文，2006)提出含有助复剂的冷轧制备铜/钼/铜复合板，认为在界面间加入一层铝箔作为过渡层，能够使复合板达到紧密结合；王海山等在文献(中南大学硕士论文，2004；金属材料热处理，2004，29(5)；稀有金属，2005，29(1))中对铜/钼/铜复合板制备工艺及性能进行了某些方面的研究，提出了表面处理方式、复合工艺及退火制度对界面复合质量和强度的影响。均为通过轧制制备层状复合板。

鉴于以上相关的铜/钼复合板制备技术资料可见，虽然某些关键技术已达到成熟，但均未提及叠轧制备钼纤维铜/钼复合板。所以通过表面处理、大变形量叠轧和退火的工艺制备钼纤维铜/钼复合板具有重要意义，此方法简单、安全且经济。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种钼纤维铜/钼复合板的制备方法，该方法用普通铜和钼作为原料，制备的钼纤维复合板的特点是叠轧后钼板发生断裂成纤维状，分散钉扎在铜板中，满足现代电子封装工业对高强度、高导电导热材料的需求。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种叠轧制备钼纤维铜/钼复合板的方法，其特征在于，按下列步骤进行：

步骤一，材料预处理：

取工业纯钼坯料，在1000℃～1350℃条件下轧制成0.5mm～2.5mm的钼板，并进行热处理；

取厚度为2mm～6mm的工业纯铜板，在600℃温度条件下退火处理0.5小时～1.5小时；

步骤二，分别将热处理后的钼板和铜板用水磨床进行表面打磨，使表面的粗糙度Ra≤7～8μm，并用丙酮清洗打磨后的表面，用高压气体除去钼板和铜板表面的油污、氧化物和杂质；

步骤三，将清洗后的铜板和钼板，以铜/钼/铜的顺序依次叠放在一起，然后将其从一端固定并打磨一定的倾斜度，以便轧机咬入；

步骤四，将上述叠合好的材料置于氩气或氢气保护的加热炉中，以750℃～850℃温度下保温20分钟～30分钟；

步骤五，将加热后的板材取出并立即以60％～70％的单道次压下率进行轧制，轧制温度为750℃～850℃，此时铜板属于热轧；

步骤六，轧制后，先切去板材上的发生边裂部分和毛刺，再切成等同的两部分；

步骤七，然后重复步骤二至步骤六的操作，并进行4～10道次的累积叠轧；

步骤八，将累积叠轧后的板材放在氩气或氢气保护的退火炉中，在200℃～900℃条件下保温30～120min，然后冷却至室温取出，即制成钼纤维铜/钼复合板。

将上述方法所得的钼纤维铜/钼复合板，根据需要的尺寸进行选择轧制或剪切。