CN101862752A - 钼铜合金薄板的冷轧方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钼铜合金薄板的冷轧方法。该方法包括如下步骤：将0.6mm～2.5mm厚度的钼铜合金薄板进行多道次冷轧加工，得到0.05mm～1.4mm厚度的钼铜合金薄板即可；其中，所述的多道次冷轧加工道次压下量为0.01mm～0.8mm；轧制压力为0.1MPa～100MPa；轧制速度为0.1m/s～1m/s。该方法能显著提高钼铜合金的冷加工塑性、连续生产周期短、能耗低、生产效率高、设备投资小、占用场地小，适用于大规模工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种钼铜合金薄板的冷轧方法。
背景技术
钼铜合金材料是由一定百分比含量的钼和铜组成的一种复合材料，既具有钼的高强度、高硬度、低膨胀系数等特性，同时又具有铜的高塑性、良好的导电和导热性等特性；因此，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迅速发展。但是，经由烧结工艺得到的钼铜材料一般难以达到99.5％以上的相对密度，其力学性能和物理性能较低限制了合金材料的使用；并且，没有经过冷加工的钼铜合金材料产品也存在着平整度不好、表面光洁度不高的问题，因此，钼铜材料需要冷轧工艺来改善其性能。
现有的钼铜合金材料加工的主要技术包括以下几种：
(1)热煅+冷锻处理法；该方法利用锻压机械对钼铜合金坯料施加压力，加工温度高于铜的再结晶温度使其产生塑性变形以获得高密度合金材料，然后按照要求再经过常温锻压得到所需规格材料。
(2)热压+复压精整处理法；该方法在钼铜合金烧结同时施加单向压力，得到相对密度较高的合金，之后为了达到所需尺寸，再对烧结合金材料进行复压。
(3)热轧+复压精整处理法；该方法通过在高于铜的再结晶温度时，对钼铜烧结合金在热轧机上进行轧制来提高合金的密度，然后再根据要求尺寸对钼铜合金进行复压。
然而，仔细分析上述处理方法技术可知，现有钼铜合金的加工处理方法均存在一系列问题，首先涉及的问题就是生产周期过长，一般有2～3道生产工序，以生产厚度为1mm以下的钼铜合金薄板为例，其生产周期至少在2～5天以上；二是能耗高：热锻、热轧、退火等工序须采用大功率的高温加热炉，能耗较高；并且现有技术方法的成品率低，在高温加工时极易产生开裂报废；另外，现有技术方法的使用设备投资大，种类和数量较多，而且多数为大功率和大吨位的加工设备，需要较大的加工场地。
分析上述现有各技术方法存在以上诸多缺陷的主要原因在于：钼铜合金中虽然铜相具有良好的塑性，但钼在100℃以下时脆性很大，因而通常采用热加工来完成钼铜材料的大变形，然而热加工的应用会增加能耗，降低生产效率；并且钼铜两相的力学性能相差悬殊，钼铜材料承受小变形量的加工时，软的铜相先变形，当变形量达到一定数值时，钼颗粒才参与变形，现有这种变形方式容易引起钼铜界面处的断裂，进而引起材料的失效；
另外一点还在于，当钼铜合金用作电子封装材料时，要求材料的厚度较薄，而现有烧结所得合金板坯一般较厚，在制备板坯的烧结过程中其坯料内部杂质元素难以通过挥发和氢气还原彻底去除，导致其塑性较差，而且较厚的板坯需要较多的热加工工序来达到所需厚度，这样也使得板坯在加工过程中易产生加工硬化并导致材料开裂。
因此，如何采用适当的方法使钼铜合金避开热加工工序，并且能够直接通过冷加工得到所需厚度是克服现有技术缺陷的关键，也是本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术中钼铜合金薄板生产周期过长，一般有2～3道生产工序，能耗高，成品率低，在高温加工时极易产生开裂报废，并且使用设备投资大，种类和数量较多，多数为大功率和大吨位的加工设备，需要较大的加工场地等缺陷；提供了一种钼铜合金薄板的冷轧方法。该方法能显著提高钼铜合金的冷加工塑性、连续生产周期短、能耗低、生产效率高、设备投资小、占用场地小，适用于大规模工业化生产。
本发明的钼铜合金薄板的冷轧方法，其包括如下步骤：将0.6mm～2.5mm厚度的钼铜合金薄板进行多道次冷轧加工，得到0.05mm～1.4mm厚度的钼铜合金薄板即可；其中，所述的多道次冷轧加工道次压下量为0.01mm～0.8mm；轧制压力为0.1MPa～100MPa；轧制速度为0.1m/s～1m/s。
本发明中，所述的多道次没有特别的限定，本领域技术人员应该知道并可以根据钼铜合金薄板目标厚度、以及实际选用的具体工艺参数等条件按照本领域常规方式确定轧制的具体道次，轧制道次一般为几到几十道次，在某些极端条件下，可能会达到上百道次，实现本发明的最终目的。
本发明中，所述的多道次冷轧加工使用的设备为本领域常规设备，一般为板材轧机。
本发明中，所述的0.6mm～2.5mm厚度的钼铜合金薄板，由下述方法制得：在氢气保护气氛中，将0.2mm～3.0mm厚度的钼铜合金生板坯进行液相烧结即可；其中，所述的液相烧结的条件中烧结温度为1320℃～1450℃；保温时间为1～5小时。
本发明中，所述的0.2mm～3.0mm厚度的钼铜合金生板坯可按照本领域常规方法制备，一般为模压或冷等静压等方法，也市售可得。其中，所述的钼铜合金生板坯中金属钼和金属铜的含量为本领域常规钼铜合金材料中各成分的含量，一般钼含量为50wt％～95wt％；铜含量为5wt％～50wt％。本发明所涉及的烧结方法不依赖粉末造粒和生坯制备的技术，可以独立成立。
本发明中，所述的液相烧结的烧结温度为1320℃～1450℃，在此温度条件下有利于减小钼铜两相间的润湿角，增加铜的流动性，从而提高烧结致密度。
本发明中，所述的液相烧结的保温时间为1～5小时，这样的保温时间不仅能使铜相充分地填充在钼颗粒之间，减小、消除孔洞；而且不会因为保温时间过长而使铜钼向下表面富集、下沉。
本发明特别优选的烧结方法充分发挥了颗粒重排和固相长大机制对烧结体致密化的贡献，在本发明的特别优选烧结条件下，钼铜合金薄板生坯逐步通过高温区域，液相逐步生成又逐步结晶，改善了钼铜合金板坯的成分均匀性、提高了洁净度和加工塑性。
本发明的钼铜合金薄板的烧结方法一较佳实例，其包括如下步骤：在氢气保护气氛中，将1mm～2mm厚度的钼铜合金生板坯进行液相烧结即可；其中，所述的液相烧结的条件中烧结温度为1320℃～1370℃；保温时间为2～4.5小时。
本发明的钼铜合金薄板的烧结方法又一较佳实例，其包括如下步骤：在氢气保护气氛中，将0.2mm～1mm厚度的钼铜合金生板坯进行液相烧结即可；其中，所述的液相烧结的条件中烧结温度为1320℃～1370℃；保温时间为1～3.5小时。
本发明的钼铜合金薄板的烧结方法另一较佳实例，其包括如下步骤：在氢气保护气氛中，将1mm～1.8mm厚度的钼铜合金生板坯进行液相烧结即可；其中，所述的液相烧结的条件中烧结温度为1340℃～1440℃；保温时间为2～4.5小时。
本发明的钼铜合金薄板的烧结方法再一较佳实例，其包括如下步骤：在氢气保护气氛中，将2mm～3mm厚度的钼铜合金生板坯进行液相烧结即可；其中，所述的液相烧结的条件中烧结温度为1350℃～1450℃；保温时间为2～4.5小时。
在符合本领域常识的基础上，本发明中上述的各技术特征的优选条件可以任意组合制得本发明中所要求具体厚度的钼铜合金薄板。
本发明特别设计的钼铜合金薄板冷轧方法涉及的钼铜合金薄板塑性较好，可以直接进行冷加工；同时烧结板坯较薄，钼铜合金内部比较容易被材料表面应力带动而提高密度，降低表面硬化压力，从而进一步提高冷加工塑性，而且特别设计的轧制工艺在轧制过程中变形量小，有利于精确控制板坯的厚度，减小板差，并能制得致密的钼铜合金薄板。
本发明的钼铜合金薄板的冷轧方法一较佳实例，其包括如下步骤：将1.0mm～1.5mm厚度的钼铜合金薄板进行多道次冷轧加工，得到0.05mm～0.8mm厚的钼铜合金薄板即可；其中，所述的多道次冷轧加工道次压下量为0.01mm～0.3mm；轧制压力为0.1MPa～80MPa；轧制速度为0.1m/s～1m/s。
本发明的钼铜合金薄板的冷轧方法又一较佳实例，其包括如下步骤：将0.6mm～0.9mm厚度的钼铜合金薄板进行多道次冷轧加工，得到0.05mm～0.45mm厚的钼铜合金薄板即可；其中，所述的多道次冷轧加工道次压下量为0.01mm～0.2mm；轧制压力为0.1MPa～70MPa；轧制速度为0.1m/s～1m/s。
本发明的钼铜合金薄板的冷轧方法再一较佳实例，其包括如下步骤：将1.6mm～1.9mm厚度的钼铜合金薄板进行多道次冷轧加工，得到0.18mm～1mm厚的钼铜合金薄板即可；其中，所述的多道次冷轧加工道次压下量为0.01mm～0.4mm；轧制压力为0.1MPa～90MPa；轧制速度为0.1m/s～1m/s。
本发明的钼铜合金薄板的冷轧方法再一较佳实例，其包括如下步骤：将2.0mm～2.4mm厚度的钼铜合金薄板进行多道次冷轧加工，得到0.28mm～1.4mm厚的钼铜合金薄板即可；其中，所述的多道次冷轧加工道次压下量为0.01mm～0.5mm；轧制压力为0.1MPa～95MPa；轧制速度为0.1m/s～1m/s。
本发明中，所述的钼铜合金薄板在本发明冷轧方法处理之后，一般都按照本领域常规方法对合金薄板进行退火处理工序。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
在符合本领域常识的基础上，本发明中上述的各技术特征的优选条件可以任意组合得到较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：本发明提供了一种钼铜合金薄板的冷轧方法。该方法对钼铜合金薄板直接进行多道次冷轧加工，冷加工塑性高；生产周期短，以生产厚度为0.5mm以下的薄板为例，能在1天内完成；并且该方法可根据成品要求，灵活调整烧结合金尺寸，消除热加工时因塑性变形不协调而导致界面开裂的缺陷，以生产0.5mm厚度的钼铜合金薄板为例，其综合成品率可达95％以上；并且该方法使用的生产设备投资小、占用场地小，特别适用于工业化生产。另外，本发明制得的钼铜合金薄板质量优异，产品密度高，钼铜板材的综合机械性能、平整度和表面光洁度得到提高，并且导电和导热性能很好。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
下述实施例中产品的相对密度测量依据GB3580-83所规定方法测定。
实施例1
一种钼铜合金薄板的冷轧方法，其包括如下步骤：将1.0mm厚度的钼铜合金薄板进行20～25道次冷轧加工，得到0.05mm厚度的钼铜合金薄板即可；其中，所述的多道次冷轧加工道次压下量为0.01mm；轧制压力为65MPa；轧制速度为0.8m/s。
其中，所述的1.0mm厚度的钼铜合金薄板由下述方法制得：成分百分比为钼75wt％，铜25wt％的1.3mm厚度的钼铜合金薄板坯(市售可得，下同)，在氢气保护气氛下，进行液相烧结；烧结温度为1320℃，烧结时间为4小时。
经计算，本实施例中制备产品的相对密度达到99.5％，一次成品率达到98％，生产周期均为1天。
实施例2
一种钼铜合金薄板的冷轧方法，其包括如下步骤：将0.6mm厚度的钼铜合金薄板进行8～12道次冷轧加工，得到0.25mm厚的钼铜合金薄板即可；其中，所述的多道次冷轧加工道次压下量为0.05mm；轧制压力为55MPa；轧制速度为0.6m/s。
其中，所述的0.6mm厚度的钼铜合金薄板由下述方法制得：成分百分比钼80wt％，铜20wt％的0.75mm厚度的钼铜合金薄板坯，在氢气保护气氛下，进行液相烧结；烧结温度为1400℃，烧结时间为3.5小时。
经计算，本实施例中制备产品的相对密度达到99.5％，一次成品率达到97％，生产周期均为1天。
实施例3
一种钼铜合金薄板的冷轧方法，其包括如下步骤：将1.6mm厚度的钼铜合金薄板进行6～10道次冷轧加工，得到1mm厚的钼铜合金薄板即可；其中，所述的多道次冷轧加工道次压下量为0.3mm；轧制压力为75MPa；轧制速度为0.8m/s。
其中，所述的1.6mm厚度的钼铜合金薄板由下述方法制得：成分百分比钼80wt％，铜20wt％的2.0mm厚度的钼铜合金薄板坯，在氢气保护气氛下，进行液相烧结；烧结温度为1380℃，烧结时间为3小时。
经计算，本实施例中制备产品的相对密度达到99.5％，一次成品率达到98％，生产周期均为1天。
实施例4
一种钼铜合金薄板的冷轧方法，其包括如下步骤：将2.4mm厚度的钼铜合金薄板进行8～14道次冷轧加工，得到1.4mm厚的钼铜合金薄板即可；其中，所述的多道次冷轧加工道次压下量为0.5mm；轧制压力为100MPa；轧制速度为1m/s。
其中，所述的2.4mm厚度的钼铜合金薄板由下述方法制得：成分百分比钼80wt％，铜20wt％的3.0mm厚度的钼铜合金薄板坯，在氢气保护气氛下，进行液相烧结；烧结温度为1410℃，烧结时间为3小时。
经计算，本实施例中制备产品的相对密度达到99.5％，一次成品率达到98％，生产周期均为1天。
实施例5
一种钼铜合金薄板的冷轧方法，其包括如下步骤：将0.6mm厚度的钼铜合金薄板进行65～80道次冷轧加工，得到0.05mm厚的钼铜合金薄板即可；其中，所述的多道次冷轧加工道次压下量为0.01mm；轧制压力为0.1MPa；轧制速度为1m/s。
其中，所述的钼铜合金薄板按实施例1所述方法制备得到。
经计算，本实施例中制备产品的相对密度达到99.8％，一次成品率达到90％，生产周期均为1天。
实施例6
一种钼铜合金薄板的冷轧方法，其包括如下步骤：将2.5mm厚度的钼铜合金薄板进行6～10道次冷轧加工，得到1.4mm厚的钼铜合金薄板即可；其中，所述的多道次冷轧加工道次压下量为0.8mm；轧制压力为100MPa；轧制速度为0.1m/s。
其中，所述的钼铜合金薄板按实施例1所述方法制备得到。
经计算，本实施例中制备产品的相对密度达到99.5％，一次成品率达到96％，生产周期均为0.5天。
实施例7
一种钼铜合金薄板的冷轧方法，其包括如下步骤：将2.0mm厚度的钼铜合金薄板进行10～15道次冷轧加工，得到0.28mm厚的钼铜合金薄板即可；其中，所述的多道次冷轧加工道次压下量为0.5mm；轧制压力为95MPa；轧制速度为0.1m/s。
其中，所述的钼铜合金薄板按实施例1所述方法制备得到。
经计算，本实施例中制备产品的相对密度达到99.5％，一次成品率达到95％，生产周期均为1天。
实施例8
一种钼铜合金薄板的冷轧方法，其包括如下步骤：将2.4mm厚度的钼铜合金薄板进行9～12道次冷轧加工，得到1.3mm厚的钼铜合金薄板即可；其中，所述的多道次冷轧加工道次压下量为0.4mm；轧制压力为85MPa；轧制速度为0.3m/s。
其中，所述的钼铜合金薄板按实施例1所述方法制备得到。
经计算，本实施例中制备产品的相对密度达到99.6％，一次成品率达到95％，生产周期均为1天。
实施例9
一种钼铜合金薄板的冷轧方法，其包括如下步骤：将1.9mm厚度的钼铜合金薄板进行5～8道次冷轧加工，得到1mm厚的钼铜合金薄板即可；其中，所述的多道次冷轧加工道次压下量为0.4mm；轧制压力为90MPa；轧制速度为0.5m/s。
其中，所述的钼铜合金薄板按实施例1所述方法制备得到。
经计算，本实施例中制备产品的相对密度达到99.5％，一次成品率达到96％，生产周期均为1天。
实施例10
一种钼铜合金薄板的冷轧方法，其包括如下步骤：将1.6mm厚度的钼铜合金薄板进行12～16道次冷轧加工，得到0.18mm厚的钼铜合金薄板即可；其中，所述的多道次冷轧加工道次压下量为0.35mm；轧制压力为80MPa；轧制速度为0.5m/s。
其中，所述的钼铜合金薄板按实施例1所述方法制备得到。
经计算，本实施例中制备产品的相对密度达到99.6％，一次成品率达到80％，生产周期均为1天。
实施例11
一种钼铜合金薄板的冷轧方法，其包括如下步骤：将1.5mm厚度的钼铜合金薄板进行12～16道次冷轧加工，得到0.8mm厚的钼铜合金薄板即可；其中，所述的多道次冷轧加工道次压下量为0.3mm；轧制压力为80MPa；轧制速度为0.8m/s。
其中，所述的钼铜合金薄板按实施例1所述方法制备得到。
经计算，本实施例中制备产品的相对密度达到99.7％，一次成品率达到95％，生产周期均为1天。
实施例12
一种钼铜合金薄板的冷轧方法，其包括如下步骤：将1.0mm厚度的钼铜合金薄板进行9～12道次冷轧加工，得到0.3mm厚的钼铜合金薄板即可；其中，所述的多道次冷轧加工道次压下量为0.2mm；轧制压力为80MPa；轧制速度为0.8m/s。
其中，所述的钼铜合金薄板按实施例1所述方法制备得到。
经计算，本实施例中制备产品的相对密度达到99.6％，一次成品率达到93％，生产周期均为1天。
实施例13
一种钼铜合金薄板的冷轧方法，其包括如下步骤：将0.9mm厚度的钼铜合金薄板进行10～13道次冷轧加工，得到0.45mm厚的钼铜合金薄板即可；其中，所述的多道次冷轧加工道次压下量为0.2mm；轧制压力为70MPa；轧制速度为0.8m/s。
其中，所述的钼铜合金薄板按实施例1所述方法制备得到。
经计算，本实施例中制备产品的相对密度达到99.6％，一次成品率达到95％，生产周期均为1天。
Claims (5)
1.一种钼铜合金薄板的冷轧方法，其包括如下步骤：将0.6mm～2.5mm厚度的钼铜合金薄板进行多道次冷轧加工，得到0.05mm～1.4mm厚度的钼铜合金薄板即可；其中，所述的多道次冷轧加工道次压下量为0.01mm～0.8mm；轧制压力为0.1MPa～100MPa；轧制速度为0.1m/s～1m/s。
2.如权利要求1所述的钼铜合金薄板冷轧方法，其特征在于：其包括如下步骤：将1.0mm～1.5mm厚度的钼铜合金薄板进行多道次冷轧加工，得到0.05mm～0.8mm厚的钼铜合金薄板即可；其中，所述的多道次冷轧加工道次压下量为0.01mm～0.3mm；轧制压力为0.1MPa～80MPa；轧制速度为0.1m/s～1m/s。
3.如权利要求1所述的钼铜合金薄板冷轧方法，其特征在于：其包括如下步骤：将0.6mm～0.9mm厚度的钼铜合金薄板进行多道次冷轧加工，得到0.05mm～0.45mm厚的钼铜合金薄板即可；其中，所述的多道次冷轧加工道次压下量为0.01mm～0.2mm；轧制压力为0.1MPa～70MPa；轧制速度为0.1m/s～1m/s。
4.如权利要求1所述的钼铜合金薄板冷轧方法，其特征在于：其包括如下步骤：将1.6mm～1.9mm厚度的钼铜合金薄板进行多道次冷轧加工，得到0.18mm～1mm厚的钼铜合金薄板即可；其中，所述的多道次冷轧加工道次压下量为0.01mm～0.4mm；轧制压力为0.1MPa～90MPa；轧制速度为0.1m/s～1m/s。
5.如权利要求1所述的钼铜合金薄板冷轧方法，其特征在于：其包括如下步骤：将2.0mm～2.4mm厚度的钼铜合金薄板进行多道次冷轧加工，得到0.28mm～1.4mm厚的钼铜合金薄板即可；其中，所述的多道次冷轧加工道次压下量为0.01mm～0.5mm；轧制压力为0.1MPa～95MPa；轧制速度为0.1m/s～1m/s。
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| CN101862752B (zh) | 2012-09-19 |
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Denomination of invention: Cold rolling method of Mo Cu alloy sheet Effective date of registration: 20210406 Granted publication date: 20120919 Pledgee: The Bank of Shanghai branch Caohejing Limited by Share Ltd. Pledgor: Shanghai Six Crystal Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2021310000025 |
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Date of cancellation: 20221010 Granted publication date: 20120919 Pledgee: The Bank of Shanghai branch Caohejing Limited by Share Ltd. Pledgor: Shanghai Six Crystal Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2021310000025 |
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