CN113695566A - 一种带孔电工合金的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带孔电工合金的制备方法，涉及电工合金的制备领域。该方法主要解决带孔电工合金熔渗过程中，孔易被熔渗金属熔液堵塞的问题。该方法采用一种不与电工合金组分反应和互溶的封堵物质，封堵压坯或烧结体的孔洞；然后将熔渗金属置于压坯或烧结体的下方或上方，在一定温度下熔渗，得到具有一定精度的带孔电工合金。该方法可取代传统钻孔方式制作带孔电工合金，减少了机加工流程和材料浪费，减少了材料成本和生产成本，同时提高了生产效率，保证了原材料的利用率和产品的成品率。

Description

一种带孔电工合金的制备方法
技术领域
本发明属于熔渗工艺技术领域，具体涉及一种带孔电工合金的制备方法。
技术背景
熔渗法是目前制备钨铜、碳化钨铜、银钨和银碳化钨等电工合金材料的常用方法。熔渗法是将纯钨粉(或纯碳化钨粉)或掺入诱导粉末的混合粉末压制成型后，经烧结后，形成内部连通的钨骨架或碳化钨骨架，然后将熔化后的银或铜熔液渗入到骨架中，形成的复合材料。该方法制备的复合材料的相对密度较高、性能较好，热导性能和导电性能优异，是目前制备高性能钨铜、碳化钨铜、银钨和银碳化钨等复合材料的常用方法。熔渗法的一般工艺为：钨粉(或碳化钨粉)+诱导铜粉(或诱导银粉)→成型(模压或等静压)→烧结→渗铜(或渗银)→后处理(机加工或磨抛)。由于电工合金部件常常和铜基柱或其他导电基柱配合装配，根据不同电器配件的结合强度要求，往往在电工合金配件内部设置通孔，以增强和基柱的结合强度和增加导电性能。
在熔渗工艺过程中，如果熔渗铜片或熔渗银片添加量较少时，经熔渗后，电工合金部件能保证完整的通孔，然而内部组织易存在孔隙；当添加的熔渗铜片或熔渗银片等于理论值或大于理论值时，内部组织致密，但由于孔表面张力的作用，通孔易被多余的熔渗液堵塞。现有制备含有通孔电工合金的方法是保证内部组织结构致密，添加稍多的熔渗金属，再经机械加工的方式将孔内多余熔渗金属去除；或者直接做成无孔块体，再经钻孔加工的方式，制备成通孔，如图2所示，电工合金未经造孔工艺所制备的通孔被熔渗金属堵塞。
由于电工合金部件的尺寸较小，机械加工装夹困难或需要专门设备配备不同夹具进行加工，故制备通孔的费用极大，往往高出电工合金部件价格的几倍。另外，由于加工精度和成本之间存在着矛盾，很难保证在较低成本下，产品成品率高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供带孔电工合金的制备方法。该方法不用经过机械加工方式，能够保证在配有足够含量熔渗金属的情况下，既保证材料内部组织致密，又保证孔在熔渗过程中不被堵塞，且具有一定精度。
为实现上述目的，本发明按以下步骤进行：
步骤一称量：按重量百分比取5％-40％的铜粉、60％-95％的钨粉或碳化钨粉，
所述铜粉粒度为10-35μm，所述钨粉粒度为3-6μm，所述碳化钨粉粒度为1-3μm，其中，铜粉和钨粉、铜粉和碳化钨粉各自的总重为100％，然后取0.1％-1.5％粒度为0.8-2.0μm的镍粉和110-200ml/kg的乙醇；
或按重量百分比取10％-55％的银粉、45％-90％的钨粉或碳化钨粉，所述银粉粒度为2-4μm，所述钨粉粒度为3-6μm，所述碳化钨粉粒度为1-3μm，银粉和钨粉、银粉和碳化钨粉各自的总重为100％，然后取0.1％-1.5％粒度为0.8-2.0μm的镍粉和110-200ml/kg的乙醇；
步骤二混料：取步骤一中的钨铜混合粉末、碳化钨铜混合粉末、银钨混合粉末或银碳化钨混合粉末的一种，加入步骤一中的镍粉和乙醇，机械混合2-24h，球料比为(2:1)-(10:1)；
步骤三干燥：将步骤二中的混合粉末置于鼓风干燥箱中干燥，干燥温度为45-65℃，干燥时间为0.5-2h，然后研磨球筛出，将干燥后的混合粉末过28-65目筛网，即得到干燥的混合粉末；
步骤四压制：结合压坯尺寸，称取步骤三中的混合粉末，置于含有芯杆的模具中压制，以100-300MPa的压制压力成型，即得带孔压坯；
步骤五烧结：将步骤四中的带孔压坯放入通有保护气氛的烧结炉内烧结，其中钨铜带孔压坯和碳化钨铜带孔压坯的烧结温度为1050℃-1220℃，银钨带孔压坯和银碳化钨带孔压坯的烧结温度为950℃-1100℃，保温时间为30-90min，即得带孔烧结坯；
步骤六熔渗：采用一种不与电工合金组分反应和互溶的封堵物质，封堵步骤4中的带孔压坯或步骤5中的带孔烧结坯的孔，然后将熔渗金属、带孔压坯或带孔烧结坯，置于通有保护性气氛中高温熔渗；其中钨铜和碳化钨铜带孔压坯或带孔烧结坯的熔渗温度为1150℃-1250℃，银钨和银碳化钨带孔压坯或带孔烧结坯的熔渗温度为1050℃-1150℃，保温时间为20-60min，即得带孔电工合金。
作为优选，步骤二中机械混合包含滚动球磨、行星球磨和搅拌球磨，球料比为(2:1)-(10:1)。
作为优选，步骤四中带孔压坯的孔径范围为φ1-φ12。
作为优选，步骤五和步骤六中的保护性气氛包含惰性气氛、还原性气氛或两种气氛的混合气氛。
作为优选，步骤六中不与熔渗金属和压坯反应和互溶的封堵物质包含块状物质、布状物质和丝状物质。
作为优选，步骤六中熔渗金属包括铜或银的块体、粉末和由粉末压制成型的压坯。
作为优选，步骤六中所得的电工合金孔表面具有一定光滑度，可通过熔渗工艺将熔渗层厚度控制在0.5-50um。
本发明与现有技术相比较的优点及有效效果：
本发明可以有效解决带孔电工合金直接熔渗的问题，相较于传统钻孔方式制作带孔电工合金，减少了机加工流程和材料浪费，减少了生产成本，提高了生产效率，保证了原材料的利用率和产品的成品率。
附图说明
图1是电工合金未经造孔工艺图。
图2是电工合金造孔方式图。
图3是WCCu(40)合金经造孔工艺。
图中：1、封堵物质；2、压坯或烧结体；3、熔渗金属。
图4是本发明在生产中的应用。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种带孔钨铜合金(WCu(35))的制备方法：称取钨粉(80％)4kg、铜粉(20％)1kg、镍粉(0.7％)35g和硬质合金球10kg，加入乙醇700ml，在滚动球磨机中球磨24h，其中钨粉的粒度为4-5μm，铜粉的粒度为325μm，在60℃鼓风干燥箱中干燥90min，得到混合粉末。
称取混合粉1.59g，在外径为10mm、芯杆为3.1mm的模具中压制，控制压制高度为2.51mm，采用碳纤维将φ3.1mm的压坯孔紧密堵塞，将质量为0.55g的铜块和带孔压坯一起放入炉体内，在70％的氮气和30％的氢气气氛中1150℃，保温30min熔渗，即得到带孔钨铜(WCu(35))合金。
实施例二：
一种带孔碳化钨铜(WCCu(40))合金的制备方法：称取碳化钨粉(80％)1.44kg、铜粉(20％)0.36kg、镍粉(1％)18g和硬质合金球10.8kg，加入乙醇350ml，在滚动球磨机中球磨12h，其中碳化钨的粒度为2.2-2.5μm，铜粉粒度为200目，在60℃鼓风干燥箱中干燥45min，得到混合粉末。
将干燥得到的混合粉末称取1.35g，在外径为10mm、芯杆为3.1mm的模具中压制，控制压制高度为2.51mm。采用碳纤维将φ3.1mm的压坯孔紧密堵塞，将质量为0.51g的铜块和带孔压坯一起放入炉体内，在70％的氮气和30％的氢气气氛中1150℃，保温45min熔渗，即得到带孔碳化钨铜(WCCu(40))合金，如图3所示，本发明在生产中的应用如图4所示。
实施例三：
一种带孔银钨(AgW(50))合金的制备方法：称取银粉(70％)70g、银粉(30％)30g、镍粉(0.3％)0.3g和硬质合金球0.5kg，加入乙醇18ml，在滚动球磨机中球磨12h，其中钨的粒度为3-4μm，银粉粒度为200目。在60℃鼓风干燥箱中干燥45min，得到混合粉末。
将干燥得到的混合粉末称取1.569g，在外径为10mm、芯杆为3.1mm的模具中压制，控制压制高度为2.51mm。采用石墨将φ3.1mm的压坯孔紧密堵塞，将质量为0.64g的银带和带孔压坯一起放入炉体内，在70％的氮气和30％的氢气气氛中1050℃，保温45min熔渗，即得到带孔碳化钨铜(WAg(50))合金。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种带孔电工合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一称量：按重量百分比取5％-40％的铜粉、60％-95％的钨粉或碳化钨粉，
所述铜粉粒度为10-35μm，所述钨粉粒度为3-6μm，所述碳化钨粉粒度为1-3μm，其中，铜粉和钨粉、铜粉和碳化钨粉各自的总重为100％，然后取0.1％-1.5％粒度为0.8-2.0μm的镍粉和110-200ml/kg的乙醇；
或按重量百分比取10％-55％的银粉、45％-90％的钨粉或碳化钨粉，所述银粉粒度为2-4μm，所述钨粉粒度为3-6μm，所述碳化钨粉粒度为1-3μm，银粉和钨粉、银粉和碳化钨粉各自的总重为100％，然后取0.1％-1.5％粒度为0.8-2.0μm的镍粉和110-200ml/kg的乙醇；
步骤二混料：取步骤一中的钨铜混合粉末、碳化钨铜混合粉末、银钨混合粉末或银碳化钨混合粉末的一种，加入步骤一中的镍粉和乙醇，机械混合2-24h，球料比为(2:1)-(10:1)；
步骤三干燥：将步骤二中的混合粉末置于鼓风干燥箱中干燥，干燥温度为45-65℃，干燥时间为0.5-2h，然后研磨球筛出，将干燥后的混合粉末过28-65目筛网，即得到干燥的混合粉末；
步骤四压制：结合压坯尺寸，称取步骤三中干燥后的混合粉末，置于含有芯杆的模具中压制，以100-300MPa的压制压力成型，即得带孔压坯；
步骤五烧结：将步骤四中的带孔压坯放入通有保护气氛的烧结炉内烧结，其中钨铜带孔压坯和碳化钨铜带孔压坯的烧结温度为1050℃-1220℃，银钨带孔压坯和银碳化钨带孔压坯的烧结温度为950℃-1100℃，保温时间为30-90min，即得带孔烧结坯；
步骤六熔渗：采用一种不与电工合金组分反应和互溶的封堵物质，封堵步骤4中的带孔压坯或步骤5中的带孔烧结坯，然后将熔渗金属、带孔压坯或带孔烧结坯，置于通有保护性气氛中高温熔渗；其中钨铜和碳化钨铜带孔压坯或带孔烧结坯的熔渗温度为1150℃-1250℃，银钨和银碳化钨带孔压坯或带孔烧结坯的熔渗温度为1050℃-1150℃，保温时间为20-60min，即得带孔电工合金。
2.根据权利要求1所述的带孔电工合金的制备方法，其特征在于：步骤二中机械混合包含滚动球磨、行星球磨和搅拌球磨。
3.根据权利要求1所述的带孔电工合金的制备方法，其特征在于：步骤四中带孔压坯的孔径范围为φ1-φ12。
4.根据权利要求1所述的带孔电工合金的制备方法，其特征在于：步骤五和步骤六中的保护性气氛包含惰性气氛、还原性气氛或两种气氛的混合气氛。
5.根据权利要求1所述的带孔电工合金的制备方法，其特征在于：步骤六中不与熔渗金属和压坯反应和互溶的封堵物质包含块状物质、布状物质和丝状物质。
6.根据权利要求1所述的带孔电工合金的制备方法，其特征在于：步骤六中熔渗金属包括铜或银的块体、粉末和由粉末压制成型的压坯。
7.根据权利要求1所述的带孔电工合金的制备方法，其特征在于：步骤六中所得的电工合金孔表面具有一定光滑度，可通过熔渗工艺将熔渗层厚度控制在0.5-50um。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1033987A (zh) * 1988-01-07 1989-07-19 兰克西敦技术公司 采用阻挡层制备金属基体复合物的方法
CN1042487A (zh) * 1988-11-10 1990-05-30 兰克西敦技术公司 含有三维内连共基质的金属基质复合体的制备方法及其由此生产的产品
WO1992013689A2 (en) * 1991-01-16 1992-08-20 Lanxide Technology Company Removing metal from composite bodies, and resulting products
US5775402A (en) * 1995-10-31 1998-07-07 Massachusetts Institute Of Technology Enhancement of thermal properties of tooling made by solid free form fabrication techniques
CN104213009A (zh) * 2014-08-29 2014-12-17 浙江立泰复合材料有限公司 一种熔渗烧结钨铜复合材料表面覆铜的方法
US20210114110A1 (en) * 2018-07-13 2021-04-22 Desktop Metal, Inc. Additive fabrication with infiltration barriers

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1033987A (zh) * 1988-01-07 1989-07-19 兰克西敦技术公司 采用阻挡层制备金属基体复合物的方法
CN1042487A (zh) * 1988-11-10 1990-05-30 兰克西敦技术公司 含有三维内连共基质的金属基质复合体的制备方法及其由此生产的产品
WO1992013689A2 (en) * 1991-01-16 1992-08-20 Lanxide Technology Company Removing metal from composite bodies, and resulting products
US5775402A (en) * 1995-10-31 1998-07-07 Massachusetts Institute Of Technology Enhancement of thermal properties of tooling made by solid free form fabrication techniques
CN104213009A (zh) * 2014-08-29 2014-12-17 浙江立泰复合材料有限公司 一种熔渗烧结钨铜复合材料表面覆铜的方法
US20210114110A1 (en) * 2018-07-13 2021-04-22 Desktop Metal, Inc. Additive fabrication with infiltration barriers

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