CN101462167A - 钼合金薄板生坯的辊轧制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钼合金薄板生坯的辊轧制备方法，是通过以下步骤实现的：将制粒烘干后的钼铜合金粉末进行辊轧压制；其中：钼含量为60－95％，铜含量为40－5％；轧制压力控制在30～200KN的范围内，轧制速度控制在0.1～2.0cm/s的范围内，将合金粉末轧制成0.3～2.5mm厚且厚度和密度均匀的薄板生坯；本发明的有益效果是：生坯厚度小，相对密度大，可连续生产，生板坯及最终轧制板材的成品率高，后续再加工容易，可用于实际生产中。

Description

钼合金薄板生坯的辊轧制备方法

技术领域

本发明涉及一种钼合金生坯，尤其涉及钼铜合金薄板生坯的辊轧制备方法。

背景技术

钼铜合金既具有钼的高强度、高硬度，低的热膨胀系数等特性，同时又具有铜的高塑性、良好的导电性和导热性等特点，在大规模集成电路和大功率微波器件中钼铜合金材料作为基片、嵌块、连接件和散热元件得到了广泛的应用，其中尤以板材特别是薄板材的用量最大。而传统钼铜合金板材的加工主要采用粉末冶金压制厚板生坯，相对密度较低，使得烧结后的板坯进一步轧制加工困难，必须采用高温轧制、酸碱洗、多次冷加工及退火等工序，资源浪费较大，环境污染严重，而且其面积和厚度也受到了一定的限制。因此，如果能将钼铜合金粉末制成薄板生坯，在随后的烧结过程中就能将杂质元素彻底脱除，然后再进行轧制加工，即可制备出大面积钼铜合金薄板材，材料质量和利用率均可大幅提高。因此，制备钼铜合金薄板生坯将是该合金材料能否承受进一步轧制加工的关键。

现有的钼铜合金生板坯制备的主要工艺步骤如下：

(1)配粉：按拟制备合金材料的成分百分比要求，将钼及铜金属粉末进行称重配比，并进行均匀混合；

(2)压坯：采用液压机和成形模具，将合金粉末压制成方形或长方形厚板生坯。

从上述的步骤分析可知，现有的钼合金板坯制备工艺主要存在如下问题：

(1)厚度较大：现有制备技术生产的生板坯厚度至少在20毫米以上，无法生产厚度在3毫米以下的薄板生坯。

(2)密度低：现有技术生产的生板坯的相对密度一般不超过50％。

(3)生产的不连续性：采用现有制备技术无法制得连续的带状或大面积的薄板生坯。而且一种规格生板坯，需要相应规格的一套模具相配套，生产灵活性较差。

(4)轧制板材成品率低：采用现有技术生产的生板坯经过烧结和冷热加工后，损耗较大，得到的最终轧制板材成品率较低。如生产1mm厚的薄板，综合成品率还不到40％。

(5)后续加工困难，资源浪费和环境污染严重：现有技术生产的生板坯由于厚度较大、相对密度较低，使得烧结后的板坯进一步轧制加工困难，必须采用高温轧制、酸碱洗、多次冷加工及退火等工序，资源浪费较大，环境污染严重。

(6)后续加工设备投资大：后续加工设备占用种类和数量较多，而且多数为大功率和大吨位的加工设备，设备投资较大。

(7)占用场地大：需要较大的加工场地，且各工序需要相互隔离。

造成现有技术存在以上诸多缺陷的主要原因如下：

(1)生坯厚度较大：采用液压和成形模具制备钼合金生板坯时，因薄板生坯难以脱模，现有技术生产的生板坯的厚度受到一定的限制，难以制备厚度在3毫米以下的薄板生坯。

(2)生坯密度较低：受设备压力和生坯面积的制约，现有技术生产的生板坯的相对密度一般不超过50％。

(3)生坯面积较小：采用该工艺无法制得大面积的薄板生坯。

(4)生产灵活性差：要改变压制生坯的尺寸，必须重新制作压制模具，生产灵活性较差。

(5)后续加工困难：现有技术生产的生板坯由于厚度较大，预烧阶段的脱脂不彻底，坯料内部的杂质元素和粉末表面氧化层难以通过挥发和氢气还原彻底去除，导致烧结后材料的塑性较差，在后续的加工过程中易过早地产生加工硬化并导致材料开裂。烧结后的板坯后续再加工困难，必须采用高温下的大吨位压力加工设备才能完成，造成能耗高、成品率低、环境污染严重。

(6)烧结密度不均：由于钼—铜采用液相烧结，且钼和铜二者互不相溶，烧结过程中易造成烧结坯料上下成分偏析。

因此，如何采用适当的方法使坯料内部成分分布均匀，杂质元素在高温液相烧结前即彻底脱除，制备厚度小、面积大的板坯是解决现有制备技术中诸多问题的较为理想的方法。

本发明解决的技术问题是提供了一种钼合金薄板生坯的辊轧制备方法，旨在解决现有制备技术中存在的诸多缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下步骤实现的：

将制粒烘干后的钼铜合金粉末进行辊轧压制；其中：钼含量为60-95％，铜含量为40-5％；

轧制压力控制在30～200KN的范围内，轧制速度控制在0.1～2.0cm/s的范围内，将合金粉末轧制成0.3～2.5mm厚且厚度和密度均匀的薄板生坯。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：生坯厚度小，相对密度大，可连续生产，生板坯及最终轧制板材的成品率高，后续再加工容易，可用于实际生产中。

下面结合具体实施方式对本发明作进一步地详细描述：

本发明采用辊轧压制的方法制备钼铜薄板生坯，其主要工艺步骤如下：

将制粒烘干后的钼铜合金粉末进行辊轧压制；其中：钼含量为60-95％，铜含量为40-5％；

轧制压力控制在30～200KN的范围内，轧制速度控制在0.1～2.0cm/s的范围内，将合金粉末轧制成0.3～2.5mm厚且厚度和密度均匀的薄板生坯。

将制粒的合金粉末采用辊轧制坯代替油压制坯，可使得生板坯厚度大为减小、面积大大增加、相对密度大为提高。

传统的油压制坯技术，须首先将粉末均匀平铺在阴模型腔内，然后将阳模放入并对其施加压力，直至将粉末压成块状坯料，再脱模取出。由于模具与粉末之间是面接触，受液压机压力限制，钼铜合金生坯面积不能太大，否则粉末单位面积受到的压力就小，生坯密度太低而无法成形和脱模。另外，一次压制钼铜合金粉末亦不宜太少，生坯不能太薄，否则无法成形和脱模。而采用辊轧制坯就不存在上述问题，因为合金粉末和两平行轧辊之间近似为线接触，合金粉末单位面积受到的压力较大，且轧辊连续转动，粉末连续供给，因此辊轧制坯的生坯除其宽度受轧辊宽度的制约外，其长度可不受限制的连续生产，尤其是采用该技术可以生产出厚度很薄、密度很高且分布均匀的钼铜合金薄板生坯。而设备采用粉末冶金行业用于生产多孔板带的常规粉末轧机即可。

实施例1：

将制粒烘干后的80％钼和20％铜含量的合金粉末进行辊轧制坯；

轧制压力控制在50KN，轧制速度控制在1.8cm/s，将合金粉末辊轧压制成1.0mm厚的薄板生坯。

实施例2：

将制粒烘干后的85％钼和15％铜含量的合金粉末进行辊轧制坯；

轧制压力控制在100KN，轧制速度控制在1.4cm/s，将合金粉末辊轧压制成1.2mm厚的薄板生坯。

实施例3：

将制粒烘干后的90％钼和10％铜含量的合金粉末进行辊轧制坯；

轧制压力控制在150KN，轧制速度控制在1.0cm/s，将合金粉末辊轧压制成1.4mm厚的薄板生坯。

与现有技术相比，本发明的优点：

(1)生产周期短：生产同样数量的生板坯所用的时间是现有技术所用时间的1/5。

(2)生板坯的厚度小、相对密度大。

(3)成品率高：可根据成品要求，灵活调整坯料尺寸，最大限度地减少边角料损耗，且坯料不良品和边角料可直接回收再利用，原材料利用率较高。

(4)可用于工业化连续生产。

(5)设备投资小：设备占用种类和数量较少，而且设备功率和吨位较小，设备投资费用较低。

(6)占用场地小：可在较小的加工场地上完成生产过程。

Claims (4)

1.一种钼合金薄板生坯的辊轧制备方法，是通过以下步骤实现的：

将制粒烘干后的钼铜合金粉末进行辊轧压制；其中：钼含量为60-95％，铜含量为40-5％；

轧制压力控制在30～200KN的范围内，轧制速度控制在0.1～2.0cm/s的范围内，将合金粉末轧制成0.3～2.5mm厚且厚度和密度均匀的薄板生坯。

2.根据权利要求1所述的钼合金薄板生坯的辊轧制备方法，其中：将制粒烘干后的80％钼和20％铜含量的合金粉末进行辊轧制坯；

轧制压力控制在50KN，轧制速度控制在1.8cm/s，将合金粉末辊轧压制成1.0mm厚的薄板生坯。

3.根据权利要求1所述的钼合金薄板生坯的辊轧制备方法，其中：将制粒烘干后的85％钼和15％铜含量的合金粉末进行辊轧制坯；

轧制压力控制在100KN，轧制速度控制在1.4cm/s，将合金粉末辊轧压制成1.2mm厚的薄板生坯。

4.根据权利要求1所述的钼合金薄板生坯的辊轧制备方法，其中：将制粒烘干后的90％钼和10％铜含量的合金粉末进行辊轧制坯；

轧制压力控制在150KN，轧制速度控制在1.0cm/s，将合金粉末辊轧压制成1.4mm厚的薄板生坯。