[发明专利]一种钼铜合金品质改良的方法

说明书

一种钼铜合金品质改良方法，涉及粉末冶金技术领域。本发明通过以下步骤获得高品质的钼铜合金：1)通过理论计算，确定钼铜合金致密化的可行性，确定致密化热处理的温度及时间；2)将宏观裂纹明显的钼铜合金进行温挤压预处理，预处理温度为400℃～700℃；3)将钼铜合金放入热处理炉，使合金致密化，致密化温度分别为700℃～900℃，致密化时间分别为0h～10h；4)通过OM观察致密化热处理后的钼铜合金；5)观察钼铜合金硬度随时间变化曲线并绘制图谱；6)观察钼铜合金硬度随温度变化曲线并绘制图谱。该方法提供的制备方法可操作性强、成本低，解决了市售钼铜合金孔洞多、致密度差问题，可以制备致密度高且性能较好的钼铜合金材料。

技术领域

本发明涉及一种通过热处理方法进一步改良钼铜合金品质的方法，属于粉末冶金领域。

背景技术

钼铜复合材料综合了铜和钼优异性能，具有强度高、耐高温、耐电弧烧蚀、导电导热性能及加工性能良好、拥有可以和陶瓷基片匹配良好的热膨胀系数等特点，常常被选做热沉材料和电极材料，同时广泛应用于仪器仪表、国防工业、航空航天等领域。钼铜复合材料很难通过常规的熔炼冶金、熔化铸造法进行制备，通常采用粉末冶金法进行制备。传统方法制备的钼铜合金中往往含有孔隙，孔隙的存在阻碍了Cu内部的电子运动,增强合金的电阻，阻碍热量的传递、导致钼铜复合材料强度、电导热导下降，在用作热沉材料或电极材料时的工作性能及效率下降，甚至留下安全隐患；随着电子半导体集成度越来越高，对电子封装材料的膨胀系数要求越来越低，导热性要求越来越高，孔隙的存在对合金的热膨胀的均匀性产生不良影响，在与陶瓷基片连接或用作电子封装材料时，难以达到性能要求。钼铜复合材料通常采用粉末冶金法进行制备，常用的制备方法有轧制复合法、熔渗法、液相烧结法、注射成形法、挤压铸造法、热等静压成形法、混粉烧结法等，此外还有化学活化烧结法、机械活化烧结法、增加粉末的均匀度、放电等离子烧结法。轧制复合法制备的钼铜合金成分不均匀，性能具有各向异性，轧制方向的性能优异，但合金垂直方向性能较差，当外力垂直作用在合金上时会易发生破坏；热压法烧结制备钼铜复合材料借助设备，采用不同于传统工艺的制备方法，改良钼铜合金烧结过程，从而实现钼铜合金致密化的目的，采用新设备新工艺生产制备钼铜合金，需要先行投入大量成本；SPS制备钼铜合金时，电弧只能侵渗粉体表面，烧结厚度小，不能制备大尺寸合金，效率低，成本高；机械活化烧结法和化学活化法通过细化烧结粉体，增强粉体表面能，提高粉体的烧结能力，加快烧结过程，进而提高钼铜合金的致密程度，但是进行粉体活化时，一方面需要防止引入杂质，产生孔隙，降低材料的传导性能，另一方面随着粉末粒径的减小，细化难度不断增加，需要投入的成本不断上升，生产效益下降，经济收入降低。市面上的钼铜合金主要通过熔渗法制备，熔渗法制备的钼铜合金，因为铜相冷却收缩产生孔隙，合金致密度下降，本发明在熔渗法制备钼铜合金基础上，利用现有设备，不增加设备成本的基础上，通过致密化热处理方法，提高合金性能，提供了一种高品质钼铜合金的改良方法。

发明内容

本发明是为了解决传统烧结技术中孔隙影响合金性能，限制钼铜合金使用问题。现提供了一种提高钼铜合金致密度的方法，通过该方法可以让熔渗法制备的钼铜合金在原有基础上进一步致密化。

一种通过致密化热处理提高钼铜合金致密度的方法，具体步骤如下：

步骤一：对钼铜合金致密化过程进行分析：

根据烧结原动力公式：

机械力：

烧结推动力：

隔离孔隙烧结收缩动力：

烧结颈长大温度区间：

0.25T_m≤T≤0.75T_m

收缩致密化方程：