CN111545761A

CN111545761A - 一种带细长孔的钨铜合金制备方法

Info

Publication number: CN111545761A
Application number: CN202010381550.8A
Authority: CN
Inventors: 高勇; 周建峰
Original assignee: Wei'erstong Tungsten Industry Co ltd Shandong
Current assignee: Wei'erstong Tungsten Industry Co ltd Shandong
Priority date: 2020-05-08
Filing date: 2020-05-08
Publication date: 2020-08-18

Abstract

本发明涉及冶金领域中钨铜合金件制作领域，具体为一种带细长孔的钨铜合金制备方法。钨铜合金材料的细长孔件的加工方法主要有：烧结成型后深孔钻或电火花穿孔机，但是需要烧结后的后续加工，所以生产周期和成本长。本发明公开的方法包括以下步骤：步骤1、将混后钨铜合金粉末装入预先设计制作好的压制工装中；步骤2、将压制工装放入等静压中压制，压制成型后将压后坯取出；步骤3、去除网笼、胶套、上、下胶塞以及芯轴，之后将压后坯放入渗铜炉中，在高于铜的熔点温度进行烧结，形成带细长孔的钨铜合金。本方法具有工艺成本低，周期短、无需特殊复杂的模具，生产灵活性和柔性大，不同规格容易切换的有益效果。

Description

一种带细长孔的钨铜合金制备方法

技术领域

本发明涉及冶金领域中钨铜合金件制作领域，具体为一种带细长孔的钨铜合金制备方法。

背景技术

钨铜合金兼具钨和铜的耐高温、高硬度、低膨胀系数、高导热导电性能、良好的塑性等特点，因此被广泛应用于电火花、电子封装、热沉等领域中。

钨铜合金制备方法为粉末冶金技术。包括：多孔钨为骨架渗入液态铜、热压缩钨-铜复合粉末，还包括液相烧结再压缩、爆炸压缩等各种技术。

在一些特殊领域需要应用一种具有细长孔的钨铜合金构件。现有技术中，制作具有细长孔的工艺主要包括两种：

1、烧结成型后，一般为条形或者柱形，利用深孔钻或电火花穿孔机在其主体的轴线方向上开孔。该方法因为需要烧结后的后续加工，所以生产周期长和工艺成本较高。

2、将粉末挤压成型带细长孔的坯，后续通过烧结脱除粘结剂然后浸铜，制成钨铜合金件。该方法因为需要使用模具，而模具成本偏高，适合批量生产，对于小批量生产和定制产品不适用。而现在的生产多为定制生产。因此每个产品开模的成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供了一种带细长孔的钨铜合金制备方法，解决了钨合金材料的细长孔件加工的负责问题。

本发明要解决的技术问题的技术方案是：一种带细长孔的钨铜合金制备方法，其特征在于：步骤1、将混后钨铜合金粉末装入预先设计制作好的压制工装中；所述压制工装包括：网笼、下胶塞、上胶塞、芯轴以及胶套。网笼为一端开口的筒状结构；胶套设于网笼的内部且封闭端与网笼底部贴合，开口端位于网笼的外部；下胶塞上端设有沉孔；上胶塞下端设有沉槽；所述上胶塞、下胶塞对称设置在胶套的内部，且沉孔和沉槽相对；芯轴两端分别插接在沉孔和沉槽中；所述上、下胶塞、芯轴与胶套之间构成的空腔用以盛放钨铜合金粉末；

步骤2、将压制工装放入等静压中压制，压制成型后将压后坯取出；

步骤3、去除网笼、胶套、上、下胶塞以及芯轴，之后将压后坯放入渗铜炉中，在高于铜的熔点温度进行烧结，形成带细长孔的钨铜合金。

更好的，所述芯轴为低熔点或低沸点的且不与钨铜粉末反应的材质。

更好的，所述芯轴为石蜡。

更好的，所述步骤3中，通过低温熔解芯轴的方式去除压后坯中的芯轴。

更好的，所述芯轴为铜。

更好的，所述步骤3中，去除网笼、胶套、上、下胶塞后直接将带有芯轴的压后坯放入渗铜炉中，并在高于铜的熔点温度进行烧结。

更好的，所述步骤1中：将芯轴插入下胶塞的沉孔中；利用芯轴将下胶塞插入胶套中，并将胶套插入网笼中；将钨铜合金粉末填入胶套中；利用上胶塞将胶套上部封堵，并且芯轴的上部插接在上胶塞的沉槽中。

更好的，所述沉槽为通孔。

本发明的有益效果为：

1，工艺成本低，周期短。内孔无需通过后续复杂的机加工。

2，无需特殊复杂的模具，生产灵活性和柔性大，不同规格容易切换。

3，省材料，芯轴既可以在压制时占用空间，少用钨铜粉末，又能在渗铜时作为原材料被使用。

附图说明

图1是本发明一种实施例的示意图。

图中：

400、芯轴；600、上胶塞；100、下胶塞；200、胶套；500、网笼；300、钨铜合金粉末；

具体实施方式

为使本发明的技术方案和有益效果更加清楚，下面对本发明的实施方式做进一步的详细解释。

该发明为一种带细长孔的钨铜合金制备方法，包括：

步骤1、将混后钨铜合金粉末300装入预先设计制作好的压制工装中。压制工装用以成型细长孔件。该压制工装包括网笼500、胶套200、上胶塞600、下胶塞100以及芯轴400。

网笼500为一端开口的筒状结构。网笼500一端开口，另一端封闭，用以向内部填塞胶套200。网笼500根据细长孔件的外形设计，如果细长孔件为圆柱则网笼500截面形状为圆形。

胶套200设于网笼的内部且封闭端与网笼500底部贴合，开口端位于网笼500的外部。胶套200同样为一端封闭一端开口的设计。胶套200的封闭端与网笼500的封闭端紧密贴合。

胶套200的长度大于网笼500的长度，生产过程中，网笼500的长度大于细长孔件的长度。同时，胶套200的外形与网笼500内部截面形状匹配，即胶套200的外表面与网笼500的内表面接触且不产生挤压力。

下胶塞100的上端设有沉孔。沉孔用以插接芯轴400。下胶塞100设置于胶套200的封闭端，如图1所示，下胶塞100的下部与胶套200的下部贴合，沉孔设于下胶塞100的上部平面的中心位置。

上胶塞600的下端设有沉槽。上胶塞600用以封闭胶套200。芯轴插入下胶塞100的沉孔中之后再胶套200内部填充钨铜合金粉末300，填充的钨铜合金粉末300的长度与细长孔件的长度相同时，用上胶塞600将胶套200封闭，其中上胶塞600插入胶套200中，芯轴400的上端插入上胶塞600的沉槽中。此时，上胶塞600、下胶塞100对称设置在胶套200的内部，且沉孔和沉槽相对，芯轴400的两端分别插接在沉孔和沉槽中。

所述上、下胶塞600、100与胶套200之间构成的空腔盛放钨铜合金粉末300。

空腔与细长孔件的形状相同。

步骤2、将压制工装放入等静压中压制，压制成型后将压后坯取出。等静压处理是把被加工物体放置于盛满液体的密闭容器中，通过增压系统进行逐步加压对物体的各个表面施加以相等的压力，使其在不改变外观形状的情况下缩小分子间的距离增大密度而改善物质的物理性质。

步骤3、去除网笼500、胶套200、上、下胶塞600、100以及芯轴400，之后将压后坯放入渗铜炉中，在高于铜的熔点温度进行烧结，形成带细长孔的钨铜合金。

本发明的核心设计思想在于通过高温熔化的方法在加工钨铜合金的过程中将芯轴融掉，然后形成普通车削设备难以加工的孔件。网笼500、胶套200、上、下胶塞600、100都是外部构建便于拆除和去除。芯轴为内部构件，不易清除，因此通过低温熔解芯轴400的方式去除压后坯中的芯轴400。通过加温使芯轴熔化为液态，进而流出。芯轴的熔化温度应小于钨铜合金的熔点或者是钨合金的熔点。此时压后坯才会保持原型，而芯轴400熔化流出。

芯轴400为低熔点或低沸点的且不与钨铜粉末反应的材质。本发明中可以采用石蜡作为芯轴。通过加温可以使其熔化，或者在有氧环境中燃烧。由于石蜡为有机物，充分燃烧后形成水和二氧化碳，因此不会影响钨合金的成分的配比。

更好的，作为一种更加高效的生产工艺，所述芯轴400为铜。在所述步骤3中，去除网笼500、胶套200、上、下胶塞600、100后直接将带有芯轴400的压后坯放入渗铜炉中，并在高于铜的熔点温度进行烧结。更好的，至少高于铜的熔点100℃。

由于渗铜炉中的温度高于铜的熔点，因此铜材质的芯轴400会熔化流出，而渗铜炉中含有铜用以实现渗铜的功能，因此，采用铜作为芯轴的材质具有以下有益效果：

1、芯轴材质为铜，在渗铜炉中熔化，便于铜的回收。

2、减少了工艺流程，减少了熔化芯轴的工序，提高了效率。

更好的，制作坯体的方法，在步骤1中，

首先、将芯轴400插入下胶塞100的沉孔中；芯轴400与下胶塞100成为一个整体，且便于将下胶塞100插入胶套200内部。

芯轴的界面形状与细长孔件的细孔的截面形状相同。

然后、利用芯轴400将下胶塞100插入胶套200中，并将胶套200插入网笼500中。

之后、将钨铜合金粉末300填入胶套200中，并压实。填充后的坯体的长度需要不小于细长孔件的长度。

更好的，坯体的长度可以长于细长孔的长度，可以通过二次裁切实现长度的加工。

最后，利用上胶塞600将胶套200上部封堵，并且芯轴400的上部插接在上胶塞600的沉槽中。

更好的，沉槽为通孔。以便于坯体在工装状态压实。

综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的范围，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，凡依本发明的要求范围所述的形状、构造、特征及精神所谓的均等变化与修饰，均应包括与本发明的权利要求范围内。

Claims

1.一种带细长孔的钨铜合金制备方法，其特征在于：

步骤1、将混后钨铜合金粉末(300)装入预先设计制作好的压制工装中；

所述压制工装包括：

网笼(500)，一端开口的筒状结构；

胶套(200)，设于网笼(500)的内部且封闭端与网笼(500)底部贴合，开口端位于网笼(500)的外部；

下胶塞(100)，上端设有沉孔；

上胶塞(600)，下端设有沉槽；

所述上胶塞(600)、下胶塞(100)对称设置在胶套(200)的内部，且沉孔和沉槽相对；

芯轴(400)，两端分别插接在沉孔和沉槽中；

所述上、下胶塞(600、100)、芯轴(400)与胶套(200)之间构成的空腔用以盛放钨铜合金粉末(300)；

步骤3、去除网笼(500)、胶套(200)、上、下胶塞(600、100)以及芯轴(400)，之后将压后坯放入渗铜炉中，在高于铜的熔点温度进行烧结，形成带细长孔的钨铜合金。

2.根据权利要求1所述的一种带细长孔的钨铜合金制备方法，其特征在于：

所述芯轴(400)为低熔点或低沸点的且不与钨铜粉末反应的材质。

3.根据权利要求2所述的一种带细长孔的钨铜合金制备方法，其特征在于：

所述芯轴(400)为石蜡。

4.根据权利要求1或3所述的一种带细长孔的钨铜合金制备方法，其特征在于：

所述步骤3中，通过低温熔解芯轴(400)的方式去除压后坯中的芯轴(400)。

5.根据权利要求1或2所述的一种带细长孔的钨铜合金制备方法，其特征在于：

所述芯轴(400)为铜。

6.根据权利要求5所述的一种带细长孔的钨铜合金制备方法，其特征在于：

所述步骤3中，去除网笼(500)、胶套(200)、上、下胶塞(600、100)后直接将带有芯轴(400)的压后坯放入渗铜炉中，并在高于铜的熔点温度进行烧结。

7.根据权利要求1所述的一种带细长孔的钨铜合金制备方法，其特征在于：

所述步骤1中：

将芯轴(400)插入下胶塞(100)的沉孔中；

利用芯轴(400)将下胶塞(100)插入胶套(200)中，并将胶套(200)插入网笼(500)中；

将钨铜合金粉末(300)填入胶套(200)中；

利用上胶塞(600)将胶套(200)上部封堵，并且芯轴(400)的上部插接在上胶塞(600)的沉槽中。

8.根据权利要求1所述的一种带细长孔的钨铜合金制备方法，其特征在于：

所述沉槽为通孔。