CN104741652B - 一种在高体积分数铝碳化硅复合材料上的螺纹孔加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在高体积分数铝碳化硅复合材料上的螺纹孔加工方法，先在碳化硅生坯块上使用钻头打底孔，然后使用丝锥进行攻丝，攻丝结束后对生坯块进行渗铝，渗铝后再次使用钻头打底孔，然后再次攻丝，从而实现在铝碳化硅复合材料上加工出螺纹孔的目的。本发明具有操作简单、加工可靠、工具通用性强等优点，极大地简化了铝碳化硅复合材料螺纹孔加工工艺流程，尤其针对无压渗透工艺，不再需要通过扩大螺纹孔底孔尺寸来实现螺纹孔的加工，提高了生产效率和成品合格率。

Description

一种在高体积分数铝碳化硅复合材料上的螺纹孔加工方法
技术领域
本发明涉及电子元器件封装领域，具体地说是涉及一种在高体积分数铝碳化硅复合材料上的螺纹孔加工方法。
背景技术
高体积铝碳化硅（碳化硅体积分数占60%以上）金属-陶瓷复合材料，具有轻质（密度3.0g/cm3）、高导热（热导率≥170w/m·K）、高强度和低膨胀系数（膨胀系数6-8之间）等优点，广泛应用于高端电子封装领域。由于铝碳化硅是通过铝渗透到碳化硅骨架中形成的“假合金”，铝碳化硅复合材料中存在大量的碳化硅颗粒。常规钻头、丝锥基体材料通常为硬质合金或高速钢，硬度远小于碳化硅，所以直接在铝碳化硅复合材料上进行螺纹孔加工工作几乎无法实现，只能通过钎焊内螺柱或扩大螺纹孔尺寸渗铝后再加工等特殊工艺才能实现，从而造成铝碳化硅复合材料螺纹孔加工成本居高不下，生产效率、成品合格率低等现象，严重制约了铝碳化硅复合材料的大面积推广使用。
发明内容
本发明提供一种在高体积分数铝碳化硅复合材料上的螺纹孔加工方法，解决了高体积分数铝碳化硅复合材料螺纹孔加工难题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种在高体积分数铝碳化硅复合材料上的螺纹孔加工方法，包括如下步骤：
（1）在碳化硅生坯阶段，在生坯块上规定的位置处按照实际螺纹需求采用相应的钻头加工出底孔，然后用配套的丝锥在底孔上按照螺纹尺寸需求进行攻丝；
（2）对攻过丝的生坯块进行渗铝，从而形成铝碳化硅复合材料；
（3）渗铝结束后，先使用钻头在步骤（1）的攻丝处加工出底孔，然后用丝锥加工出螺纹孔。
步骤（2）中，所述铝碳化硅复合材料的碳化硅体积分数占比大于等于60%。
螺纹孔可以加工成通孔或盲孔等不同形式。
步骤（1）和步骤（3）中，采用同样的钻头和丝锥进行加工。
由以上技术方案可知，本发明可以进行盲孔或通孔螺纹孔的加工，对于无压渗透和有压渗透制备铝碳化硅复合材料均适用；该发明具有操作简单、加工可靠、工具通用性强等优点，极大地简化了铝碳化硅复合材料螺纹孔加工工艺流程，尤其针对无压渗透工艺，不再需要通过扩大螺纹孔底孔尺寸来实现螺纹孔的加工，提高了生产效率和成品合格率。
具体实施方式
下面对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。
本发明提供一种在高体积分数铝碳化硅复合材料上的螺纹孔加工方法，先在碳化硅生坯块上使用钻头打底孔，然后使用丝锥进行攻丝，攻丝结束后对生坯块进行渗铝，渗铝后再次使用钻头打底孔，然后再次攻丝，从而实现在铝碳化硅复合材料上加工出螺纹孔的目的。
在碳化硅生坯阶段，打孔加工较为容易，根据螺纹孔实际结构、尺寸需求，选用相匹配的常规钻头（基体材料为硬质合金或高速钢等）在生坯块上加工出底孔，加工方法及工艺参数与常规条件相同。然后选用配套的丝锥对底孔进行攻丝，攻丝深度按实际需求进行控制。
攻丝结束后，对碳化硅生坯块进行渗铝，从而形成铝碳化硅复合材料。
由于前期在生坯块上预先加工有螺纹孔，所以渗铝后螺纹孔内会自动填满铝合金。再次使用钻头对渗满铝合金的孔进行底孔加工，然后使用配套的丝锥再次进行攻丝。此时，螺纹切削加工仅仅是切削铝合金而已，而不是硬度极大的碳化硅颗粒，从而实现了螺纹孔在铝碳化硅复合材料上加工的目的。本阶段使用的钻头、丝锥及加工方法与生坯加工阶段相同，极大提高了工具的通用性。
以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种在高体积分数铝碳化硅复合材料上的螺纹孔加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）在碳化硅生坯阶段，在生坯块上规定的位置处按照实际螺纹需求采用相应的钻头加工出底孔，然后用配套的丝锥在底孔上按照螺纹尺寸需求进行攻丝；
（2）对攻过丝的生坯块进行渗铝，从而形成铝碳化硅复合材料；
（3）渗铝结束后，先使用钻头在步骤（1）的攻丝处加工出底孔，然后用丝锥加工出螺纹孔。
2.根据权利要求1所述的螺纹孔加工方法，其特征在于，步骤（2）中，所述铝碳化硅复合材料的碳化硅体积分数占比大于等于60%。
3.根据权利要求1所述的螺纹孔加工方法，其特征在于，所述螺纹孔为通孔或盲孔。
4.根据权利要求1所述的螺纹孔加工方法，其特征在于，步骤（1）和步骤（3）中，采用同样的钻头和丝锥进行加工。
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