CN113070478A - 钨铜合金喂料、制备方法、钨铜合金工件及制造方法 - Google Patents

钨铜合金喂料、制备方法、钨铜合金工件及制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113070478A
CN113070478A CN202110329767.9A CN202110329767A CN113070478A CN 113070478 A CN113070478 A CN 113070478A CN 202110329767 A CN202110329767 A CN 202110329767A CN 113070478 A CN113070478 A CN 113070478A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tungsten
copper alloy
powder
prepared material
prepared
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110329767.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113070478B (zh
Inventor
姚艳斌
赵利亚
周永贵
张越
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Pim Technology Co ltd
Original Assignee
Shenzhen Pim Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Pim Technology Co ltd filed Critical Shenzhen Pim Technology Co ltd
Priority to CN202110329767.9A priority Critical patent/CN113070478B/zh
Publication of CN113070478A publication Critical patent/CN113070478A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113070478B publication Critical patent/CN113070478B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/04—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/108—Mixtures obtained by warm mixing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/14—Treatment of metallic powder
    • B22F1/142—Thermal or thermo-mechanical treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/1017—Multiple heating or additional steps
    • B22F3/1021—Removal of binder or filler
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/22—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip
    • B22F3/225—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip by injection molding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/04—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
    • B22F2009/043—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling by ball milling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2201/00—Treatment under specific atmosphere
    • B22F2201/10—Inert gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2201/00—Treatment under specific atmosphere
    • B22F2201/20—Use of vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

本发明提出一种钨铜合金喂料及其制备方法，该制备方法包括：将金属混合粉末和湿磨溶液加入到高能球磨设备中进行湿磨，湿磨完成后得到第一备料；将第一备料静置至粉液分层后，去除上层清液，得到第二备料；将第二备料进行真空烘干处理，烘干完成得到第三备料；将第三备料在无氧环境下进行过筛处理，过筛完成得到第四备料；将第四备料在无氧环境下进行密炼处理，密炼完成得到第五备料；将第五备料破碎。本发明还提出一种钨铜合金工件及其制造方法。本发明制备的钨铜合金喂料，金属混合粉末的表面活度高、均一性更好且纯度也更高，采用该钨铜合金喂料注塑成型后脱脂、烧结制成的钨铜合金工件，致密度高且各项性能更加优良。

Description

钨铜合金喂料、制备方法、钨铜合金工件及制造方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，特别涉及一种钨铜合金喂料、制备方法、钨铜合金工件及制造方法。
背景技术
钨铜合金因具有良好的抗腐蚀、抗熔焊、耐电压、无磁性、微波屏蔽和高导热导电等特性，被广泛的应用于真空开关电触头材料、电真空器件散热元件、电火花电极、仪器仪表原件及电子封装材料。
纳米钨铜复合粉末具有大的比表面积和高的烧结活性，可制备各种致密度高、性能优良的钨铜合金材料。随着纳米技术的发展，纳米钨铜合金材料的制备也多样化，例如，水热合成-共还原法、喷雾干燥-氢气还原法、共沉淀法，等等，但这些工艺方法都由于制备过程复杂、成本高的问题，不适宜工业化批量生产。另外，通过常用的熔渗烧结法生产钨铜合金部件，由于通过熔渗烧结法制成的钨铜合金材料为一整块板材结构，需要再按照要求加工成所需尺寸零部件，成本高代价大，材料浪费严重。
虽然，通过注射成型工艺制备钨铜合金材料可直接成型制成各种复杂形状的部件，无需额外加工，方法简单、成本低廉，但由于注塑所采用的钨铜合金喂料只是将钨粉和铜粉通过简单的混合后与粘结剂密炼而得，该喂料中的金属粉末的表面活性低、均匀性较差，导致制备出来的钨铜合金材料的致密度、热膨胀系数和热导率等性能都较差，从而大大的限制了其工业应用。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种钨铜合金喂料及其制备方法、钨铜合金工件及其制造方法，旨在提升钨铜合金喂料的性能，从而提升通过注塑成型工艺制备的钨铜合金部件的各项性能。
本发明提出一种钨铜合金喂料的制备方法，包括步骤：
A、将金属混合粉末和湿磨溶液加入到高能球磨设备中进行湿磨，湿磨完成后得到第一备料，所述金属混合粉末包括铜粉、钨粉和稀土金属粉末；
B、将所述第一备料静置至粉液分层后，去除上层清液，得到第二备料；
C、将所述第二备料进行真空烘干处理，烘干完成得到第三备料；
D、将所述第三备料在无氧环境下进行过筛处理，过筛完成得到第四备料；
E、将所述第四备料在无氧环境下进行密炼处理，密炼完成得到第五备料；
F、将所述第五备料破碎，得到钨铜合金喂料。
优选地，所述金属混合粉末中，铜粉、钨粉和稀土金属粉末各自的质量占比分别为9.5％-50％、49.5％-90％和0.5％-2％，铜粉粒度为0.2-0.4μm，钨粉粒度不超过0.1μm，稀土金属粉末的纯度大于90％。
优选地，所述步骤A包括：
将金属混合粉末和湿磨溶液按第一预设比例加入到高能球磨设备中，以预设转速湿磨第一预设时间后过筛，得到第一备料；其中，所述第一预设比例为每1kg金属混合粉末对应200-350ml湿磨溶液，所述预设转速为50-350转/分钟，所述第一预设时间为20-100小时，所述步骤A中过筛采用的筛网为250-320目。
优选地，所述步骤C包括：
将所述第二备料放入干燥设备中，以50-100℃的温度真空干燥10-24小时后关闭加热，将干燥后的第二备料真空冷却至温度低于50℃，得到第三备料。
优选地，所述步骤D包括：
将所述第三备料在通氩气气体保护的手套箱中进行过筛，过筛完成得到第四备料；所述手套箱中通氩气的气体流量为0.2-1.0L/min，所述步骤D中过筛采用的筛网为20-100目。
优选地，所述步骤E包括：
将成型剂与所述第四备料按照第二预设比例加入处于惰性气体保护的密炼机中以120-180℃的密炼温度密炼1-3小时后，出料冷却得到第五备料；其中，所述第二预设比例为所述成型剂占第四备料比重的3.5％-7.5％。
本发明还提出一种钨铜合金喂料，所述钨铜合金喂料采用如下步骤制备：
将金属混合粉末和湿磨溶液加入到高能球磨设备中进行湿磨，湿磨完成后得到第一备料，所述金属混合粉末包括铜粉、钨粉和稀土金属粉末；
将所述第一备料静置至粉液分层后，去除上层清液，得到第二备料；
将所述第二备料进行真空烘干处理，烘干完成得到第三备料；
将所述第三备料在无氧环境下进行过筛处理，过筛完成得到第四备料；
将所述第四备料在无氧环境下进行密炼处理，密炼完成得到第五备料；
将所述第五备料破碎，得到钨铜合金喂料。
本发明还提出一种钨铜合金工件的制造方法，包括：
制备钨铜合金喂料；
将制备的钨铜合金喂料通过注射成型成工件胚料；
对所述工件胚料进行溶剂脱脂处理；
按照预设的烧结程序对溶剂脱脂处理后的工件胚料进行烧结处理，得到钨铜合金工件；
其中，所述制备钨铜合金喂料的步骤包括：
将金属混合粉末和湿磨溶液加入到高能球磨设备中进行湿磨，湿磨完成后得到第一备料，所述金属混合粉末包括铜粉、钨粉和稀土金属粉末；
将所述第一备料静置至粉液分层后，去除上层清液，得到第二备料；
将所述第二备料进行真空烘干处理，烘干完成得到第三备料；
将所述第三备料在无氧环境下进行过筛处理，过筛完成得到第四备料；
将所述第四备料在无氧环境下进行密炼处理，密炼完成得到第五备料；
将所述第五备料破碎，得到钨铜合金喂料。
优选地，注射成型温度为110-180℃；所述溶剂脱脂处理中，采用的为三氯乙烯，温度为30-70℃，萃取时长为4-7小时；所述烧结处理为热脱和烧结一体的烧结方式，采用热场炉通过氢气烧结，氢气流量为30-70L/min，烧结温度为1200-1430℃。
本发明还提出一种钨铜合金工件，所述钨铜合金工件采用如下步骤制造：
制备钨铜合金喂料；
将制备的钨铜合金喂料通过注射成型成工件胚料；
对所述工件胚料进行溶剂脱脂处理；
按照预设的烧结程序对溶剂脱脂处理后的工件胚料进行烧结处理，得到钨铜合金工件；
其中，所述制备钨铜合金喂料的步骤包括：
将金属混合粉末和湿磨溶液加入到高能球磨设备中进行湿磨，湿磨完成后得到第一备料，所述金属混合粉末包括铜粉、钨粉和稀土金属粉末；
将所述第一备料静置至粉液分层后，去除上层清液，得到第二备料；
将所述第二备料进行真空烘干处理，烘干完成得到第三备料；
将所述第三备料在无氧环境下进行过筛处理，过筛完成得到第四备料；
将所述第四备料在无氧环境下进行密炼处理，密炼完成得到第五备料；
将所述第五备料破碎，得到钨铜合金喂料。
本发明钨铜合金喂料的制备方法先采用高能球磨设备对金属混合粉末进行湿磨，湿磨处理后得到的第一备料通过静置分层去除清液得到湿润的金属混合粉末，再将湿润的金属混合粉末依次进行真空烘干、无氧环境过筛、无氧环境密炼，最终进行破碎则得到粒装的钨铜合金喂料。通过高能球磨设备的湿磨处理，使金属混合粉末进一步细化，提高了粉末的表面活度，且使金属混合粉末混合的更加均匀；金属混合粉末在烘干、过筛和密炼的过程均采用无氧的环境，有效的解决了钨铜合金喂料制备过程中金属混合粉末被氧化的问题，保证金属混合粉末的纯度；另外，金属混合粉末中加入了稀土金属粉末，使得本方法制备的钨铜合金喂料在制成钨铜合金工件时，钨铜合金工件的电导率、热导率更好。相较于现有的钨铜合金喂料而言，通过本发明钨铜合金喂料的制备方法制备的钨铜合金喂料，金属混合粉末的表面活度高、均一性更好且纯度也更高，采用该钨铜合金喂料注塑成型后脱脂、烧结制成的钨铜合金工件，致密度、热膨胀系数和热导率等性能都更加优良。本发明钨铜合金工件的制造方法制造得到的钨铜合金工件，具有更高的致密度和热导率，以及热膨胀更小等优良性能，其工业应用更加广泛。
附图说明
图1为本发明钨铜合金喂料的制备方法较佳实施例的流程图；
图2为本发明钨铜合金工件的制造方法较佳实施例的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提出一种钨铜合金喂料的制备方法，用于制备钨铜合金工件生产制造中所需的喂料，采用该喂料制造的钨铜合金工件致密度好且各项性能优良。
如图1所示，图1为本发明钨铜合金喂料的制备方法较佳实施例的流程图。
本实施例的钨铜合金喂料的制备方法包括：
步骤S10，将金属混合粉末和湿磨溶液加入到高能球磨设备中进行湿磨，湿磨完成后得到第一备料。
在制备操作之前，已经预先准备好待用的金属混合粉末和湿磨溶液，其中，金属混合粉末的成分包括铜粉、钨粉和稀土金属粉末；在本实施例中，稀土金属粉末优选采用稀土金属铈，当然稀土金属粉末还可以其他类似功能作用的稀土金属粉末(例如钇、镧)。本实施例优选采用金属混合粉末中的铜粉、钨粉和稀土金属粉末各自的质量占比分别为9.5％-50％、49.5％-90％和0.5％-2％。并且采用超细铜粉和纳米级钨粉，其中，铜粉采用粒度0.2至0.4μm的铜粉，钨粉采用粒度不超过0.1μm的钨粉，稀土金属粉末选用纯度大于90％的稀土金属粉末。由于本实施例的金属混合粉末中采用的非常细的金属粉末，表面活性很高，故采用在高能球磨设备中加入湿磨溶液进行湿磨。本实施例中，湿磨溶液优选选用酒精，当然，在其他实施例中，湿磨溶液也可以选用汽油或其他合适的湿磨溶液。通过高能球磨设备对金属混合粉末的湿磨，细化金属混合粉末，提高金属混合粉末的表面活度，并使金属混合粉末中各粉末成分混合更加均匀。本实施例的高能球磨设备优选行星式高能球磨机，当然也可以为其他类型的高能球磨设备。通过高能球磨设备湿磨完成后得到第一备料，第一备料为湿磨溶液和金属混合粉末的混合物。
步骤S20，将所述第一备料静置至粉液分层后，去除上层清液，得到第二备料。
由于第一备料中的湿磨溶液并不是钨铜合金喂料的成分，因此，在得到第一备料后，接着需要将第一备料中的溶液除去。首先将第一备料置于一容器中静置，使第一备料中的粉末慢慢沉淀，直至第一备料中的金属混合粉末与湿磨溶液在容器中分层，此时第一备料中的粉末基本已经沉淀；然后，将上层的清液(即湿磨溶液)去除，则在容器中得到第二备料，第二备料为潮湿状态，残留有少量湿磨溶液。进一步地，本实施例优选采用将第一备料静置12至36小时后再去除上层清液。通过将第一备料静置12至36小时，第一备料中的金属混合粉末的成分基本上全部沉淀，金属混合粉末与湿磨溶液清晰的分层，避免了由于静置时间太短而金属混合粉末还未全部沉淀就去除上层清液造成的金属混合粉末浪费的情形。
步骤S30，将所述第二备料进行真空烘干处理，烘干完成得到第三备料。
在得到潮湿状态的第二备料后，进一步通过真空烘干处理，使第二备料中残留的湿磨溶液通过蒸发去除，在烘干处理完成后得到第三备料(干燥的金属混合粉末)。通过采用真空环境烘干第二备料的方式，避免了金属混合粉末被氧化以及发生燃烧的情况。进一步地，本实施例步骤S30包括：将第二备料放入干燥设备中，以50至100℃的温度真空干燥10至24小时后关闭加热，将干燥后的第二备料真空冷却至温度低于50℃，得到第三备料。本实施例真空烘干处理利用干燥设备(例如干燥箱)完成，干燥设备以50至100℃的温度真空干燥10至24小时后，第二备料中残留的湿磨溶液成分基本去除干净，此时关闭干燥设备的加热，使干燥后第二备料在干燥设备中的真空环境下冷却，直至冷却至温度低于50℃，则得到第三备料。第三备料从干燥设备中取出后，采用真空包装或者采用惰性气体(例如氩气)保护进行保存，避免第三备料在使用前被氧化。
步骤S40，将所述第三备料在无氧环境下进行过筛处理，过筛完成得到第四备料。
由于第三备料是由潮湿的金属混合粉末通过真空烘干处理而得，因此第三备料会存在由于烘干结块的金属混合粉末。通过将第三备料在无氧环境下进行过筛处理，使结块的部分经过筛网后分散变回粉末状态，过筛完成则得到粉状的第四备料。通过在无氧环境下进行过筛处理，避免金属混合粉末被氧化。进一步地，本实施例步骤S40包括：将第三备料在通氩气气体保护的手套箱中进行过筛，过筛完成得到第四备料；其中，手套箱中通氩气的气体流量为0.2至1.0L/min，第三备料过筛采用的筛网为20至100目。当然，在其他实施例中，通氩气气体保护的手套箱可采用通其他惰性气体保护的手套箱替换。过筛完成得到的第四备料需要装入充氩气保护的容器保存或采用真空包装进行保存，避免在第四备料使用前被氧化。
步骤S50，将所述第四备料在无氧环境下进行密炼处理，密炼完成得到第五备料。
获得第四备料后，将第四备料在无氧环境下进行密炼处理，使金属混合粉末与成型剂结合。优选地，本实施例的步骤S50包括：将成型剂与第四备料按照第二预设比例加入处于惰性气体保护的密炼机中以120至180℃的密炼温度密炼1至3小时后，出料冷却得到第五备料。先使密炼机中形成无氧环境，采用在密炼机中通惰性气体(优选氩气)置换密炼机中的空气，使密炼机中处于惰性气体保护环境(即无氧环境)。再将预先准备的成型剂和第四备料按照第二预设比例加入到密炼机中以120至180℃进行密炼，密炼1至3个小时后，出料冷却得到金属混合粉末与成型剂结合的第五备料。本实施例的成型剂优选采用低熔点的蜡基粘接剂，第二预设比例采用成型剂占第四备料比重的3.5％至7.5％。
步骤S60，将所述第五备料破碎，得到钨铜合金喂料。
得到第五备料后，第五备料为整块的结构，通过破碎机将第五备料破碎成粒装的钨铜合金喂料，供注塑成型制备钨铜合金材料使用。
本实施例的钨铜合金喂料的制备方法，先采用高能球磨设备对金属混合粉末进行湿磨，湿磨处理后得到的第一备料通过静置分层去除清液得到湿润的金属混合粉末，再将湿润的金属混合粉末依次进行真空烘干、无氧环境过筛、无氧环境密炼，最终进行破碎则得到粒装的钨铜合金喂料。通过高能球磨设备的湿磨处理，使金属混合粉末进一步细化，提高了粉末的表面活度，且使金属混合粉末混合的更加均匀；金属混合粉末在烘干、过筛和密炼的过程均采用无氧的环境，有效的解决了钨铜合金喂料制备过程中金属混合粉末被氧化的问题，保证金属混合粉末的纯度；另外，金属混合粉末中加入了稀土金属粉末，使得本方法制备的钨铜合金喂料在制成钨铜合金工件时，钨铜合金工件的电导率、热导率更好。由上可知，相较于现有的钨铜合金喂料而言，通过本实施例钨铜合金喂料的制备方法制备的钨铜合金喂料，金属混合粉末的表面活度高、均一性更好且纯度也更高，采用该钨铜合金喂料注塑成型后脱脂、烧结制成的钨铜合金工件，致密度、热膨胀系数和热导率等性能都更加优良。
进一步地，本实施例钨铜合金喂料的制备方法的步骤S10包括：
将金属混合粉末和湿磨溶液按第一预设比例加入到高能球磨设备中，以预设转速湿磨第一预设时间后过筛，得到第一备料。
本实施例中，第一预设比例采用每1kg金属混合粉末对应200至350ml湿磨溶液，预设转速采用50至350转/分钟，第一预设时间为20-100小时，从而达到较佳的湿磨效果，使湿磨后的金属混合粉末粒度更细、均一性更好。由于高能球磨设备中湿磨时会加入研磨介质(例如，钨合金球)，因此高能球磨设备湿磨停止后，需要将球磨筒中的料过筛以滤除研磨介质。本实施例滤除研磨介质采用的筛网为250至320目。
本发明还提出一种钨铜合金喂料，该钨铜合金喂料采用上述钨铜合金喂料的制备方法的任一实施例的方案制备而得。由于本钨铜合金喂料是采用上述钨铜合金喂料的制备方法的方案制备得到，因此具有上述钨铜合金喂料的制备方法的各实施例的技术方案所带来的的全部技术效果，在此不再一一赘述。
本发明还提出一种钨铜合金工件的制造方法，采用该制造方法制造出的钨铜合金工件，致密度好且各项性能优良。
如图2所示，图2为本发明钨铜合金工件制造方法较佳实施例的流程图。
本实施例的钨铜合金工件的制造方法包括：
步骤S100，制备钨铜合金喂料。
本实施例制备钨铜合金喂料采用上述钨铜合金喂料的制备方法的任一实施例的方法，具体步骤和有益效果可参照上述实施例，在此不再赘述。
步骤S200，将制备的钨铜合金喂料通过注射成型成工件胚料。
制备得到钨铜合金喂料后，根据所需制造的工件的形状尺寸准备好相应的工件模具，通过注射机将制备的钨铜合金喂料注塑到准备好的工件模具中，成型得到相应的工件胚料。本实施例注射机的注射成型温度优选110至180℃。
步骤S300，对所述工件胚料进行溶剂脱脂处理。
在注射成型得到的工件胚料中含有大量的成型剂，通过对工件胚料进行溶剂脱脂处理，以脱除工件胚料中的大部分成型剂。本实施例优选用三氯乙烯进行溶剂脱脂，温度采用30至70℃，萃取时长为4至7小时。
步骤S400，对溶剂脱脂处理后的工件胚料进行烧结处理，得到钨铜合金工件。
在工件胚料经溶剂脱脂处理后，将工件胚料装舟进行烧结处理。本实施例中，烧结处理采用热脱(即热脱脂)和烧结一体的烧结工艺，采用热场炉通过氢气进行烧结，设定的氢气流量为30至70L/min，烧结温度为1200至1430℃，烧结过程同时脱除工件胚料中的残余的成型剂。通过烧结处理后，则得到所需形状尺寸的钨铜合金工件。
本实施例钨铜合金工件制造方法，由于采用上述钨铜合金喂料的制备方法制备的钨铜合金喂料，钨铜合金喂料的金属混合粉末的表面活度高、均一性好且纯度高，故通过本实施例钨铜合金工件的制造方法制造得到的钨铜合金工件，具有更高的致密度和热导率，以及热膨胀更小等优良性能，其工业应用更加广泛。
下面为使用本发明钨铜合金工件制造方法制造钨铜合金工件的两个具体实例。
实例1，采用的金属混合粉末，其钨粉、铜粉和稀土金属铈的质量占比分别为80％、19％和1％，钨粉的粒度为100nm，铜粉的粒度为200nm，稀土金属铈的纯度大于95％。
1)按照1kg金属混合粉末对应260ml酒精的比例，将金属混合粉末和酒精加入到高能球磨设备的球磨筒中；按照钨合金球与金属混合粉末4∶1的比例，在高能高能球磨设备的球磨筒中加入对应量的钨合金球(研磨介质)；高能球磨设备以转速100转/分钟进行50小时的混料。在高能球磨设备湿磨完成后，将高能球磨设备球磨筒中的湿磨料经320目的筛网过筛。
2)将过筛后的湿磨料静置沉淀12小时，再去除上层清液，得到沉淀的金属混合粉末。
3)将沉淀的金属混合粉末放入干燥箱中抽真空干燥，干燥箱设置90℃的温度，干燥10小时后，关闭干燥箱的加热开关，使干燥后的金属混合粉末真空降温至50℃下取出，取出的金属混合粉末采用真空包装保存待用。
4)将从干燥箱中取出保存的金属混合粉末在通氩气保护的手套箱中进行100目筛网过筛，手套箱中氩气气体流量为1.0L/min，过筛后的金属混合粉末装入容器中充氩气保护。
5)先向密炼机通氩气(以1.6L/min的气体流量大小)10分钟，以将密炼机中的空气进行置换，使密炼机中处于氩气保护状态；将过筛后的金属混合粉末加入密炼机中，再加入质量占比4％的低熔点蜡基粘接剂，密炼机加热温度选择160℃，密炼2小时后出料冷却。
6)在密炼机的出料冷却后，将其碎成粒状的钨铜合金喂料。
7)通过注射机将钨铜合金喂料注射成型为工件胚料，注射成型温度采用160℃。
8)选用三氯乙烯对工件胚料进行溶剂脱脂，脱脂温度为70℃，萃取5小时，脱除工件胚料的部分蜡基粘接剂。
9)通过热场炉进行烧结，选用热脱脂和烧结一体工艺，通氢气烧结，烧结温度为1300℃，烧结完成得到钨铜合金工件。
通过本实例得到的钨铜合金工件，其密度为14.30g/cm3，导热系数(即热导率)为180W/m·k，热膨胀系数为8.3μm/m℃。
实例2，采用的金属混合粉末，其钨粉、铜粉和稀土金属铈的质量占比分别为80％、18.5％和1.5％，钨粉的粒度为100nm，铜粉的粒度为200nm，稀土金属铈的纯度大于95％。
1)按照1kg金属混合粉末对应260ml酒精的比例，将金属混合粉末和酒精加入到高能球磨设备的球磨筒中；按照钨合金球与金属混合粉末5∶1的比例，在高能高能球磨设备的球磨筒中加入对应量的钨合金球；高能球磨设备以转速200转/分钟进行50小时的混料。在高能球磨设备湿磨完成后，将高能球磨设备球磨筒中的湿磨料经320目的筛网过筛。
2)将过筛后的湿磨料静置沉淀12小时，再去除上层清液，得到沉淀的金属混合粉末。
3)将沉淀的金属混合粉末放入干燥箱中抽真空干燥，干燥箱设置90℃的温度，干燥10小时后，关闭干燥箱的加热开关，使干燥后的金属混合粉末真空降温至50℃下取出，取出的金属混合粉末采用真空包装保存待用。
4)将从干燥箱中取出保存的金属混合粉末在通氩气保护的手套箱中进行100目筛网过筛，手套箱中氩气气体流量为1.0L/min，过筛后的金属混合粉末装入容器中充氩气保护。
5)先向密炼机通氩气(以1.6L/min的气体流量大小)10分钟，以将密炼机中的空气进行置换，使密炼机中处于氩气保护状态；将过筛后的金属混合粉末加入密炼机中，再加入质量占比6％的低熔点蜡基粘接剂，密炼机加热温度选择160℃，密炼2小时后出料冷却。
6)在密炼机的出料冷却后，将其碎成粒状的钨铜合金喂料。
7)通过注射机将钨铜合金喂料注射成型为工件胚料，注射成型温度采用160℃。
8)选用三氯乙烯对工件胚料进行溶剂脱脂，脱脂温度为70℃，萃取5小时，脱除工件胚料的部分蜡基粘接剂。
9)通过热场炉进行烧结，选用热脱脂和烧结一体工艺，通氢气烧结，烧结温度为1350℃，烧结完成得到钨铜合金工件。
通过烧结得到的钨铜合金工件，其密度为14.35g/cm3，导热系数为190W/m·k，热膨胀系数为8.5μm/m℃。
由上实例可以看出，通过本发明钨铜合金工件的制造方法制成的钨铜合金工件各项性能都非常好(致密度高、热导率好、热膨胀小)。
本发明还提出一种钨铜合金工件，该钨铜合金工件采用上述钨铜合金工件的制造方法的任一实施例的方案制造而得。由于本钨铜合金工件是采用上述钨铜合金工件的制造方法的方案制造得到，因此具有上述钨铜合金工件的制造方法的技术方案所带来的的全部技术效果，在此不再一一赘述。
以上所述的仅为本发明的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。

Claims (10)

1.一种钨铜合金喂料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
A、将金属混合粉末和湿磨溶液加入到高能球磨设备中进行湿磨，湿磨完成后得到第一备料，所述金属混合粉末包括铜粉、钨粉和稀土金属粉末；
B、将所述第一备料静置至粉液分层后，去除上层清液，得到第二备料；
C、将所述第二备料进行真空烘干处理，烘干完成得到第三备料；
D、将所述第三备料在无氧环境下进行过筛处理，过筛完成得到第四备料；
E、将所述第四备料在无氧环境下进行密炼处理，密炼完成得到第五备料；
F、将所述第五备料破碎，得到钨铜合金喂料。
2.根据权利要求1所述的钨铜合金喂料的制备方法，其特征在于，所述金属混合粉末中，铜粉、钨粉和稀土金属粉末各自的质量占比分别为9.5％-50％、49.5％-90％和0.5％-2％，铜粉粒度为0.2-0.4μm，钨粉粒度不超过0.1μm，稀土金属粉末的纯度大于90％。
3.根据权利要求1或2所述的钨铜合金喂料的制备方法，其特征在于，所述步骤A包括：
将金属混合粉末和湿磨溶液按第一预设比例加入到高能球磨设备中，以预设转速湿磨第一预设时间后过筛，得到第一备料；其中，所述第一预设比例为每1kg金属混合粉末对应200-350ml湿磨溶液，所述预设转速为50-350转/分钟，所述第一预设时间为20-100小时，所述步骤A中过筛采用的筛网为250-320目。
4.根据权利要求1或2所述的钨铜合金喂料的制备方法，其特征在于，所述步骤C包括：
将所述第二备料放入干燥设备中，以50-100℃的温度真空干燥10-24小时后关闭加热，将干燥后的第二备料真空冷却至温度低于50℃，得到第三备料。
5.根据权利要求1或2所述的钨铜合金喂料的制备方法，其特征在于，所述步骤D包括：
将所述第三备料在通氩气气体保护的手套箱中进行过筛，过筛完成得到第四备料；所述手套箱中通氩气的气体流量为0.2-1.0L/min，所述步骤D中过筛采用的筛网为20-100目。
6.根据权利要求1或2所述的钨铜合金喂料的制备方法，其特征在于，所述步骤E包括：
将成型剂与所述第四备料按照第二预设比例加入处于惰性气体保护的密炼机中以120-180℃的密炼温度密炼1-3小时后，出料冷却得到第五备料；其中，所述第二预设比例为所述成型剂占第四备料比重的3.5％-7.5％。
7.一种钨铜合金喂料，其特征在于，所述钨铜合金喂料采用权利要求1至6中任意一项所述的钨铜合金喂料的制备方法制备。
8.一种钨铜合金工件的制造方法，其特征在于，包括：
制备钨铜合金喂料；
将制备的钨铜合金喂料通过注射成型成工件胚料；
对所述工件胚料进行溶剂脱脂处理；
对溶剂脱脂处理后的工件胚料进行烧结处理，得到钨铜合金工件；
其中，所述制备钨铜合金喂料的步骤为权利要求1至6中任意一项所述的钨铜合金喂料的制备方法。
9.根据权利要求8所述的钨铜合金工件的制造方法，其特征在于，注射成型温度为110-180℃；所述溶剂脱脂处理中，采用的为三氯乙烯，温度为30-70℃，萃取时长为4-7小时；所述烧结处理为热脱和烧结一体的烧结方式，采用热场炉通过氢气烧结，氢气流量为30-70L/min，烧结温度为1200-1430℃。
10.一种钨铜合金工件，其特征在于，所述钨铜合金工件采用权利要求8或9所述的钨铜合金工件的制造方法制成。
CN202110329767.9A 2021-03-26 2021-03-26 钨铜合金喂料、制备方法、钨铜合金工件及制造方法 Active CN113070478B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110329767.9A CN113070478B (zh) 2021-03-26 2021-03-26 钨铜合金喂料、制备方法、钨铜合金工件及制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110329767.9A CN113070478B (zh) 2021-03-26 2021-03-26 钨铜合金喂料、制备方法、钨铜合金工件及制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113070478A true CN113070478A (zh) 2021-07-06
CN113070478B CN113070478B (zh) 2023-08-08

Family

ID=76611051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110329767.9A Active CN113070478B (zh) 2021-03-26 2021-03-26 钨铜合金喂料、制备方法、钨铜合金工件及制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113070478B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115608993A (zh) * 2022-09-07 2023-01-17 海安县鹰球粉末冶金有限公司 一种金属粉末注射成形高比重合金球磨蒸馏系统

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06151130A (ja) * 1992-11-12 1994-05-31 Kawasaki Steel Corp 希土類−遷移金属系永久磁石用合金粉末
US5686676A (en) * 1996-05-07 1997-11-11 Brush Wellman Inc. Process for making improved copper/tungsten composites
JP2004107772A (ja) * 2002-09-20 2004-04-08 Seiko Epson Corp タングステン―銅複合粉末を用いた焼結方法、及び焼結体、並びにヒートシンク
US20040120840A1 (en) * 2002-11-29 2004-06-24 Agency For Defense Development W-Cu alloy having homogeneous micro-structure and the manufacturing method thereof
CN101279365A (zh) * 2008-05-16 2008-10-08 西安理工大学 一种高抗电弧烧蚀的钨铜电触头材料的制备方法
CN101667498A (zh) * 2009-10-13 2010-03-10 昆明理工大学 一种钨铜电触头的制备方法
KR20100077371A (ko) * 2008-12-29 2010-07-08 주식회사 비츠로테크 텅스텐-구리 복합 분말의 제조방법 및 이를 이용한 텅스텐-구리 복합체의 제조방법
CN102433480A (zh) * 2011-12-01 2012-05-02 北京理工大学 一种低骨架连通度钨铜合金材料及其制备方法
CN104001929A (zh) * 2014-06-20 2014-08-27 阮秀仕 一种用机械合金化制造铜钨合金粉末的方法
CN105057680A (zh) * 2015-07-29 2015-11-18 昆山德泰新材料科技有限公司 一种机械合金化铜钨合金粉末的制备方法
CN109402478A (zh) * 2018-12-27 2019-03-01 广东省材料与加工研究所 一种钨铜合金及其注射成型工艺
CN109530677A (zh) * 2018-12-27 2019-03-29 广东省材料与加工研究所 一种钨铜合金喂料及其制备方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06151130A (ja) * 1992-11-12 1994-05-31 Kawasaki Steel Corp 希土類−遷移金属系永久磁石用合金粉末
US5686676A (en) * 1996-05-07 1997-11-11 Brush Wellman Inc. Process for making improved copper/tungsten composites
JP2004107772A (ja) * 2002-09-20 2004-04-08 Seiko Epson Corp タングステン―銅複合粉末を用いた焼結方法、及び焼結体、並びにヒートシンク
US20040120840A1 (en) * 2002-11-29 2004-06-24 Agency For Defense Development W-Cu alloy having homogeneous micro-structure and the manufacturing method thereof
CN101279365A (zh) * 2008-05-16 2008-10-08 西安理工大学 一种高抗电弧烧蚀的钨铜电触头材料的制备方法
KR20100077371A (ko) * 2008-12-29 2010-07-08 주식회사 비츠로테크 텅스텐-구리 복합 분말의 제조방법 및 이를 이용한 텅스텐-구리 복합체의 제조방법
CN101667498A (zh) * 2009-10-13 2010-03-10 昆明理工大学 一种钨铜电触头的制备方法
CN102433480A (zh) * 2011-12-01 2012-05-02 北京理工大学 一种低骨架连通度钨铜合金材料及其制备方法
CN104001929A (zh) * 2014-06-20 2014-08-27 阮秀仕 一种用机械合金化制造铜钨合金粉末的方法
CN105057680A (zh) * 2015-07-29 2015-11-18 昆山德泰新材料科技有限公司 一种机械合金化铜钨合金粉末的制备方法
CN109402478A (zh) * 2018-12-27 2019-03-01 广东省材料与加工研究所 一种钨铜合金及其注射成型工艺
CN109530677A (zh) * 2018-12-27 2019-03-29 广东省材料与加工研究所 一种钨铜合金喂料及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王正云;栾道成;冯威;雒晗;王志军;: "高能球磨法制备钨铜复合材料研究", 硬质合金, no. 03, pages 148 - 151 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115608993A (zh) * 2022-09-07 2023-01-17 海安县鹰球粉末冶金有限公司 一种金属粉末注射成形高比重合金球磨蒸馏系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN113070478B (zh) 2023-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101716686B (zh) 一种微细球形钛粉的短流程制备方法
JP5874951B2 (ja) Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石の製造方法
KR20030055836A (ko) 텅스텐-구리계 복합분말의 제조방법 및 그 제조된복합분말을 이용한 방열판용 소결 합금의 제조방법
CN109982791B (zh) 稀土类铁氮系磁性粉末及其制造方法
TWI449581B (zh) 鉀／鉬複合金屬粉末、粉末摻合物及其產物及用於生產光伏電池之方法
CN105499574A (zh) 一种制备孔隙均匀异型多孔钨制品的方法
CN106670482A (zh) 一种超细高等级球形gh4133合金粉末的制备方法
Li et al. Injection molding of tungsten powder treated by jet mill with high powder loading: A solution for fabrication of dense tungsten component at relative low temperature
CN113070478B (zh) 钨铜合金喂料、制备方法、钨铜合金工件及制造方法
Tan et al. In situ synthesis of spherical WMo Alloy powder for additive manufacturing by spray granulation combined with thermal plasma spheroidization
CN115725944A (zh) 一种钨钛溅射靶材的制备方法
TW200400276A (en) AlRu sputtering target and manufacturing method thereof
JP2011093729A (ja) Ｉｔｏ焼結体の製造方法及びｉｔｏスパッタリングターゲットの製造方法
CN105679560A (zh) 一种镀镍石墨烯增强银基电触头材料的制备方法
WO2011136246A1 (ja) 放電表面処理に適用される電極及びその製造方法
CN112620631A (zh) 一种场辅助活化烧结制备Mo-Cu合金的方法
TWI641697B (zh) 製備高純度與緻密化鎢鈦金屬之製備方法
Gowon et al. The effects of sintering temperature on the densification of mechanically alloyed W-brass composites
CN114182124B (zh) 一种高弥散性银碳化钨电触头材料及其制备方法
CN116275018A (zh) 增材制造用高比重合金粉末、制备方法及应用
CN109509628A (zh) 一种烧结钕铁硼复合粉料的制备方法
KR20200025771A (ko) 자석 분말의 제조 방법 및 자석 분말
JP2015140461A (ja) 放電表面処理用の電極及びその製造方法
CN112091228A (zh) 一种大颗粒球形钨粉的制备方法
KR970001558B1 (ko) 극초미립의 복합분말물질의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant