[发明专利]一种多叠层钼-铜复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种多叠层钼-铜复合材料的制备方法，属于复合材料的制备技术领域。

背景技术

多叠层钼-铜复合材料，由金属钼与纯铜板片交叉叠置复合。它既利用了钼的低膨胀性、高强度，还拥有了铜的高导热导电性能，可通过调节钼、铜的厚度比值来调节其复合片的热膨胀系数及热导率，又能与BeO、Al₂O₃陶瓷等匹配。相比较目前有常用的铜-钼-铜三叠层复合材料，它主要应用于一些特别重要的场合，尤其是航空航天领域，以及超大功率微波器件、激光器功率外壳、通讯等领域。用作热沉、引线框和多层印刷电路板(PCB)的底膨胀与导热通道。

由于钼、铜之间互不固溶，钼-铜叠层复合材料较难制备，目前主要为铜-钼-铜三叠层复合材料，对多叠层钼-铜叠层复合材料还未见有报道。如公开号为CN102126112A一种电真空器件内电磁屏蔽多层复合材料的制备方法的专利，报道了一种低热膨胀难熔金属与铜、铁材料的多层复合技术，但轧制在其中只应用于铜铁材料的复合，最终的多叠层复合通过扩散焊接实现，由此制备出的成品尺寸及其叠层间结合强度都受限于扩散焊接工艺，这使多叠层材料存在强度偏低、尺寸受限、效率低、成本高等缺点。而公开号为CN102941441A一种高结合强度高精度铜-钼-铜叠层复合材料制备方法的专利，采用先扩散焊接后轧制增强及减薄的工艺，但它仅制备铜-钼-铜三叠层材料，难以将钼-铜叠层材料的利用特性最大化。钼作为难熔金属中的一种塑形较差，通常我们获得的钼板表面相对粗糙、厚度偏差也较大，上述铜-钼-铜三叠层的技术方案未控制厚度偏差，则难实现多叠层钼-铜的均匀高结合强度复合。

对于铜-钼-铜三叠层复合材料的制备工艺还有液固结合轧制法，如公开号为CN1408485A的专利，首先将铜板和钼锭置于石墨模中，加热至铜板熔化——冷却——轧制的工艺制备成铜钼铜材料。但该方法生产工艺过程繁多，熔化冷却后铜板的表面质量和轧制后各层厚度不易控制，且采用的电解铜板在氢气氛中易发生氢脆，也难以满足电子工业高纯材料的要求。公开号CN1850436A的专利，采用表面处理、电镀或喷涂、退火、冷轧、后处理五个步骤来，得到具有特殊层厚比的铜钼铜材料，但采用电镀或喷涂方法使铜层变厚困难，电镀的层结合面还会出现离层、星尘、电镀泡等缺陷，而喷涂则使成本过高。以及公开号为CN1843691A的专利，采用表面处理、包覆、热轧、退火、冷轧、后续处理六个步骤来，得到铜钼铜电子封装复合材料，但其中的热轧过程还是易使铜表面产生氧化，且铜、钼的界面结合强度偏低。此相关专利在美国还有US4950554、US4988392和US4957823，但都是采用高温轧制工艺，其工艺较为复杂，对轧制设备的要求大大提高，叠层间结合强度也不高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种适用高端领域，具有工艺短流程、叠层间结合强度高、更高热导率、更低热膨胀系数、叠层间平行度好的多叠层钼-铜复合材料制备方法。

本发明一种多叠层钼-铜复合材料的制备方法，包括下述步骤：

第一步，钼、铜片的前处理

选取长宽尺寸相同的多个钼片、铜片，将钼片、铜片上下两表面分别磨削加工至厚度偏差≤±0.05μm，然后，进行光亮化处理至钼片表面光亮度≤Ra0.1μm，铜片表面光亮度≤Ra0.05μm；

第二步，钼、铜片交叉叠置扩散焊接

将第一步处理后的钼片、铜片交叉叠置，保持铜在最外层，得到钼、铜多叠层结构；然后，置于扩散焊接炉内进行扩散焊接；

第三步，轧制

将第二步所得扩散焊接后的钼、铜多叠层结构进行多道次轧制，得多叠层钼-铜复合材料。

本发明一种多叠层钼-铜材料的复合制备方法，所述多叠层结构中钼片数量为2～5片，铜片数量为钼片数量加1。

本发明一种多叠层钼-铜复合材料的制备方法，铜片与钼片的厚度比为0.25～1。

本发明一种多叠层钼-铜复合材料的制备方法，所述铜片选自普通紫铜、无氧铜、脱氧铜、特种铜中的一种；钼片为纯钼片。

本发明一种多叠层钼-铜复合材料的制备方法，所述轧制包括冷轧、热轧，轧制在普通两辊或四辊轧机上进行，冷轧道次压下率≤35%，冷轧轧制道次1～10次；热轧道次压下率≤50%，热轧温度为800～900℃，热轧轧制道次1～10次。