CN110385440B - 粉末冶金深腔焊劈刀的生产工艺 - Google Patents

粉末冶金深腔焊劈刀的生产工艺 Download PDF

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Abstract

一种粉末冶金深腔焊劈刀的生产工艺，包括以下步骤：S1，制压坯模具，所述压坯模具设有与所述劈刀外形相匹配的型腔，所述型腔内设有与所述穿丝孔相匹配的模仁；S2，制备极细钨粉，通过反应炉用氢气还原三氧化钨得到钨粉，将钨粉中物料粒度较粗的进行筛出粉碎，再掺入极细钨粉内，最后在钨粉中混合；S3，坯料成型，将S2中的制得的极细钨粉铺设在S1中的压坯模具中，通过压坯模具压制得到劈刀坯料；S4，加强劈刀结构，将S3中制得的劈刀坯料放置在炉中进行高温烧结，提高其致密性能，最后冷却得到所述劈刀，本发明采用粉末冶金加工工艺制备特定的劈刀，所加工成型后的劈刀精度高，节省大量的切屑材料，效率更，适合工厂大规模的劈刀生产。

Description

粉末冶金深腔焊劈刀的生产工艺
技术领域
本发明涉及微电子领域，特别是一种粉末冶金深腔焊劈刀的生产工艺。
背景技术
用于微电子微连接的深腔焊劈刀，在劈刀孔内穿设18-25μm的金丝作为焊接材料，劈刀穿丝的孔径很小，穿设过程一般要借助显微镜下才能进行。在劈刀的生产过程中，劈刀的外形结构通常采用数控加工，而劈刀上的穿丝孔深径比较大，数控加工中打孔的设备很难达到其精度要求，故而现有的采用电火花加工穿丝孔，虽然电火花加工能达到要求的深径比和精度，但电火花加工比较耗时，且用于电火花加工的工具电极的耗材较大，不适应工厂大批量生产劈刀的需求。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种粉末冶金深腔焊劈刀的生产工艺。
本发明采用的技术方案是：
一种粉末冶金深腔焊劈刀的生产工艺，该劈刀呈圆柱状，劈刀的一端为呈棱台状的焊接端，焊接端的端面上沿该劈刀的长度方向开设有台阶状的缺角，劈刀另一端到缺口开设有穿丝孔，包括以下步骤：
S1，制压坯模具，所述压坯模具设有与所述劈刀外形相匹配的型腔，所述型腔内设有与所述穿丝孔相匹配的模仁；
S2，制备极细钨粉，通过反应炉用氢气还原三氧化钨得到钨粉，将钨粉中物料粒度较粗的进行筛出粉碎，再掺入极细钨粉内；
S3，坯料成型，将S2中的制得的极细钨粉铺设在S1中的压坯模具中，通过压坯模具压制得到劈刀坯料；
S4，加强劈刀结构，将S3中制得的劈刀坯料放置在炉中进行高温烧结，提高其致密性能，最后冷却得到所述劈刀。
上述技术方案中，采用粉末冶金的工艺制造，替代以往机加工和电火花加工工艺，将钨粉铺设在压坯模具中，压制得到劈刀坯料后进行烧结处理，使结构稳固，冷却得到直接可用的劈刀，粉末冶金加工工艺可节省大量的的切削材料，劈刀加工精度要求高，机加工难度较大，采用粉末冶金加工减小报废率，且保证了劈刀穿丝孔的加工精度。
模具中的模仁按穿丝孔所设计的尺寸进行加工，替代了电火花加工中的工具电极，节省了工具电极大量的进给时间，提高了生产效率，适合工业中劈刀的大批量生产。
优选的，由所述压坯模具制得的劈刀上设有连通焊接端端面和缺口的导丝孔，所述导丝孔采用高精度电火花加工成型。
上述技术方案中，设置导丝孔可对金丝穿出穿丝孔后起到导向作用，避免金丝过多的裸露在焊接端外部，进而对金丝形成一定的保护，而导丝孔的结构为倾斜设置，若在模具中设计导丝孔的模仁机构，成型后不便劈刀取出，故而在成型后在采用高精度电火花加工，成本较低。
优选的，所述压坯模具压制时的压力为500MPa-1100MPa。
优选的，对所制得的劈刀采用真空烧结炉进行烧结，其烧结的温度为1500℃-3000℃。
优选的，所述穿丝孔内从缺口到劈刀另一端为连通的第一穿丝孔、过渡孔和第二穿丝孔，所述第一穿丝孔与第二穿丝孔的直径比为1：3，所述过渡孔的截面为锥形，所述第二穿丝孔的深径比为38：1，所述第二穿丝孔的直径为0.41mm-0.45mm。
上述技术方案中，劈刀结构较为特殊，若采用传统的机加工，加工难度较大，而电火花加工耗时太长，因此在这种特定的劈刀大批量生产中，粉末冶金加工尤为适合。
优选的，与所述穿丝孔相匹配的模仁具有与所述第一穿丝孔、过渡孔和第二穿丝孔分别对应且一体成型的结构。
本发明的有益效果是：
本发明采用粉末冶金加工工艺制备特定的劈刀，所加工成型后的劈刀精度高，相对于机加工制造报废率降低，且节省大量的切屑材料，相对于电火花加工工作效率更高，适合工厂大规模劈刀生产，对于劈刀某些结构难以开模成型的结构采用粉末冶金加工后再特定加工，降低整体加工的成本，提高整体加工的效率。
附图说明
图1为本发明劈刀的外形示意图；
图2为图1中局部放大示意图；
附图标记说明：
1-劈刀；2-焊接部；10-缺口；11-第一穿丝孔；12-过渡孔；13-第二穿丝孔；14-导丝孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
实施例：
参阅图1-图2，一种粉末冶金深腔焊劈刀的生产工艺，该劈刀1呈圆柱状，劈刀1的一端为呈棱台状的焊接端，焊接端的端面上沿该劈刀1的长度方向开设有台阶状的缺角，劈刀1另一端到缺口10开设有穿丝孔，金丝从劈刀1的另一端的穿丝孔处穿入，由缺口10处穿出，而金丝的直径一般在18-25μm，若穿丝孔的加工精度不高，则会影响穿丝的速度。
用于生产深腔焊劈刀1的粉末冶金工艺包括以下步骤：
S1，制压坯模具，所述压坯模具设有与所述劈刀1外形相匹配的型腔，所述型腔内设有与所述穿丝孔相匹配的模仁；
S2，制备极细钨粉，通过反应炉用氢气还原三氧化钨得到钨粉，将钨粉中物料粒度较粗的进行筛出粉碎，再掺入极细钨粉内；
S3，坯料成型，将S2中的制得的极细钨粉铺设在S1中的压坯模具中，通过压坯模具压制得到劈刀1坯料；
S4，加强劈刀1结构，将S3中制得的劈刀1坯料放置在炉中进行高温烧结，提高其致密性能，最后冷却得到所述劈刀1。
采用上述的粉末冶金加工工艺，劈刀1大体结构可在压坯模具中一体成型，避免了机加工繁琐的加工步骤，从而避免了机加工切削量的浪费，且机加工在对深径比较大的孔内加工时，稳定不高，粉末冶金加工一体成型，通过烧结提高了劈刀1的内部结构的稳定性。
模具中的模仁按穿丝孔所设计的尺寸进行加工，替代了电火花加工中的工具电极，节省了工具电极大量的进给时间，提高了生产效率，适合工业中劈刀1的大批量生产。
在其中一个实施例中，由所述压坯模具制得的劈刀1上设有连通焊接端端面和缺口10的导丝孔14，所述导丝孔14采用高精度电火花加工成型。
导丝孔14用于金丝从穿丝孔穿出后起到导向的作用，进而方便焊接，然后导丝孔14为倾斜设置，若在模具中成型，则影响成型坯料从模具中取出，故而选择在粉末冶金加工后对该导丝孔14采用电火花加工的工艺保证其精度要求。
进一步的，所述压坯模具压制时的压力为500MPa-1100MPa。
进一步的，对所制得的劈刀1采用真空烧结炉进行烧结，其烧结的温度为1500℃-3000℃。
进一步的，所述穿丝孔内从缺口10到劈刀1另一端为连通的第一穿丝孔11、过渡孔12和第二穿丝孔13，所述第一穿丝孔11与第二穿丝孔13的直径比为1：3，所述过渡孔12的截面为锥形，所述第二穿丝孔13的深径比为38：1，所述第二穿丝孔13的直径为0.41mm-0.45mm。
劈刀1结构较为特殊，若采用传统的机加工，加工难度较大，而电火花加工耗时太长，因此在这种特定的劈刀1大批量生产中，粉末冶金加工尤为适合。
进一步的，与所述穿丝孔相匹配的模仁具有与所述第一穿丝孔11、过渡孔12和第二穿丝孔13分别对应且一体成型的结构。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种粉末冶金深腔焊劈刀的生产工艺，该劈刀呈圆柱状，劈刀的一端为呈棱台状的焊接端，焊接端的端面上沿该劈刀的长度方向开设有台阶状的缺角，劈刀另一端到缺口开设有穿丝孔，其特征在于，由压坯模具制得的劈刀上设有倾斜连通焊接端端面和缺口的导丝孔，所述导丝孔采用高精度电火花加工成型，包括以下步骤：
S1，制压坯模具，所述压坯模具设有与所述劈刀外形相匹配的型腔，所述型腔内设有与所述穿丝孔相匹配的模仁；
S2，制备极细钨粉，通过反应炉用氢气还原三氧化钨得到钨粉，将钨粉中物料粒度较粗的进行筛出粉碎，再掺入极细钨粉内，最后在钨粉中混合；
S3，坯料成型，将S2中的制得的极细钨粉铺设在S1中的压坯模具中，通过压坯模具压制得到劈刀坯料；
S4，加强劈刀结构，将S3中制得的劈刀坯料放置在炉中进行高温烧结，提高其致密性能，最后冷却得到所述劈刀；其中，所述压坯模具压制时的压力为500MPa-1100MPa；对所制得的劈刀采用真空烧结炉进行烧结，其烧结的温度为1500℃-3000℃;
所述穿丝孔内从缺口到劈刀另一端为连通的第一穿丝孔、过渡孔和第二穿丝孔，所述第一穿丝孔与第二穿丝孔的直径比为1：3，所述过渡孔的截面为锥形，所述第二穿丝孔的深径比为38：1，所述第二穿丝孔的直径为0.41mm-0.45mm。
2.根据权利要求1所述的粉末冶金深腔焊劈刀的生产工艺，其特征在于，与所述穿丝孔相匹配的模仁具有与所述第一穿丝孔、过渡孔和第二穿丝孔分别对应且一体成型的结构。
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