[发明专利]一种制备铜合金材料的方法、铜合金材料及设备

说明书

技术领域

本发明涉及材料技术领域，特别涉及一种制备铜合金材料的方法、铜合金材料及设备。

背景技术

设备的金属框架结构对设备的散热性能有很大影响。目前，通常采用镁合金、铝合金以及锌合金制备设备的金属框架，但上述合金材料的散热性能有限。

发明内容

本申请提供一种制备铜合金材料的方法、铜合金材料及设备，用于提供一种导热性能良好的铜合金材料。

第一方面，本申请实施例提供一种制备铜合金材料的方法。首先，将粉体与粘合剂进行混合，制得前驱体，其中，所述粉体包括：96～99.8重量份的铜、0.2～2重量份的铬；然后，采用金属注射成形(metal injection molding，MIM)工艺将所述前驱体制备为预制坯；然后，对所述预制坯进行烧结处理，制备得到所述铜合金材料。

上述采用MIM工艺制备铜合金材料中铜的含量很高，使得铜合金材料具有优异的导热性能。另外，铜合金材料中还包含少量的铬，形成铜铬合金，铜铬合金的强度远大于铜的强度。再者，通过烧结工艺对MIM工艺制备的预制坯进行处理，进一步增加铜合金材料的强度。

在一种可选的实现中，用于制备前驱体的粉体还包括：0.001～0.5重量份的锆，以进一步增强铜合金材料的强度。

在一种可选的实现中，用于制备前驱体的粉体还包括至少一种辅助金属， 所述至少一种辅助金属包括镁、锌、锰、铝、锡以及铁中的至少一项，每一种所述辅助金属的含量为0.001至0.1重量份，以进一步增强铜合金材料的强度。

在一种可选的实现中，用于制备前驱体的粉体的粒径在0.01-90um范围内。

在一种可选的实现中，对所述预制坯进行烧结处理的温度为950-1150℃，保温时长为0.5～10h。

在一种可选的实现中，在对所述预制坯进行烧结之前，先采用脱脂工艺去除所述预制坯中的所述粘合剂。

在一种可选的实现中，在对所述预制坯进行烧结之后，对烧结后的所述铜合金材料进行固溶处理，使得铜合金材料中铜之外的其他金属元素融入铜固溶体中，强化铜固溶体，并提高韧性。不仅如此，固溶处理还便于通过之后的自然时效或人工时效进一步增加铜合金的强度。

在一种可选的实现中，对所述铜合金材料进行固溶处理的温度为950-1150℃，固溶时长为0.5～3h。

在一种可选的实现中，在对所述铜合金材料进行固溶处理之后，对所述铜合金材料进行时效处理，使得铜合金材料中铜之外的其他金属元素从铜中析出作为强化相，增强铜合金材料的强度。

在一种可选的实现中，对所述铜合金材料进行时效处理的温度为400-600℃，时效时长为1～4h。

第二方面，本申请实施例提供一种铜合金材料，该铜合金材料通过第一方面或第一方面的多种实现中的任一种实现所述的方法制备。

第三方面，本申请实施例提供一种设备，该设备包括由第二方面中的铜合金材料所制备的组件。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍。

图1为本申请实施例中制备铜合金材料的方法的流程示意图；

图2为本申请实施例中制备铜合金材料的方法的另一流程示意图。

具体实施方式

下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

铜Cu的导热性能优异，其导热系数达到401W/(m*k)，但是，目前的铜合金材料主要采用传统的熔铸或压铸工艺制备，其中，熔铸工艺难以制备复杂形状的结构件，而压铸工艺制备的铜合金材料的导热性能不理想，其导热系数通常小于150W/(m*k)。

采用金属注射成形(metal injection molding，MIM)工艺可以制备结构复杂的结构件，但是在本申请之前很多通过MIM工艺制备的铜合金中包括铍Be、铅Pb、镉Cd等有毒金属元素，对人体有害。且本申请之前通过MIM工艺制备的铜材料，要么如纯铜强度太低，屈服强度无法达到150MPa；要么如锡青铜、铝青铜、黄铜、白铜等导热性能不理想，导热系数通常小于150w/(m*k)，均难以兼顾导热性能和强度。

本申请实施例提供一种制备铜合金材料的方法，用于制备具有高导热性能且强度较高的铜合金材料。图1为该方法的流程示意图，包括如下步骤：