CN114574858A - 一种铜基材及铜基材表面覆银层的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及增材制造技术领域,公开了一种铜基材及铜基材表面覆银层的制作方法。该方法包括:利用蓝光激光扫描加工铜基材表面,在铜基材表面形成熔池;将银膜本体沿熔池的形成路径,压覆于熔池,在铜基材表面形成覆银层。采用上述方案既可以保证在铜基材表面与熔覆银之间的界面能够产生冶金结合,又能够保证一定厚度的纯银表面的存在,且厚度大于电镀银,进而保证成品具有优于电镀银的导电性能。
Description
技术领域
本发明涉及增材制造技术领域,具体涉及一种铜基材及铜基材表面覆银层的制作方法。
背景技术
现有技术中,许多铜基的导电部件,为提高其导电能力,减小接触电阻,常通过电镀工艺在其接头接触面上制作镀银层。但是现有的电镀银工艺,存在镀层薄(5微米-60微米)、结合强度低的问题。在使用过程中,由于过流大,温升高,以及受空气中硫化影响,镀银层常出现老化、起皮、脱落等问题,大大降低了其使用寿命,严重的会引起停机,造成电量损失。同时,电镀电解液中常需使用氰化物类的剧毒物质,公布的《产业结构调整指导目录》已将“含氰电镀”列为“淘汰类”。
发明内容
为了解决现有技术中,在铜基导电部件的接头接触面上通过电镀银工艺制作镀银层,存在镀层薄(5微米-60微米)、结合强度低的问题,进而提供了一种铜基材及铜基材表面覆银层的制作方法,使铜基材上能够形成冶金结合的覆银层,提高铜基材的导电性能。
第一方面,本发明提供的一种铜基材表面覆银层的制作方法,其特征在于,包括:利用蓝光激光扫描加工铜基材表面,在铜基材表面形成熔池;将银膜本体沿熔池的形成路径,压覆于熔池,在铜基材表面形成覆银层。
采用上述技术方案,由于采用了波长为450nm的蓝光激光器,在这一波长范围,铜对激光的吸收率大大提高,但银对蓝光激光的吸收率仍然低于10%。基于此,本方案利用蓝光激光作用于铜基板上,在铜基板上产生稳定熔池,而银膜本体具有一定厚度,将银膜本体逐点压覆于铜的熔池上,由于银的熔点(961℃)低于铜的熔点(1083℃),银膜本体通过铜熔池传导达到熔点,又由于银膜本体具有一定的厚度,铜、银界面结合后,还能够保证一定厚度的纯银表面的存在,且厚度大于电镀银,进而保证成品具有优于电镀银的导电性能。
进一步地,所述蓝光激光扫描的工艺参数如下:蓝光激光功率范围 1000-2000W,激光扫描速度10-100mm/s,光斑直径为1~3毫米。应理解,蓝光激光功率可以为1000W~1200W、1300W~1500W、1500~1700W或 1700W~2000W。激光扫描速度可以为10-30mm/s、30-50mm/s、50-70mm/s、 70-85mm/s或85-100mm/s。
和/或,激光头的激光照射方向与铜基材平面法线之间的夹角为锐角。
采用上述技术方案,在上述激光功率范围内,结合上述扫描速度,皆可保证银膜本体与铜基材接触一面可以完全熔覆在铜基材表面的铜熔池中,且蓝光激光形成铜熔池的同时,银膜本体与铜基材的接触面熔融覆盖在铜熔池上,形成稳定的冶金结合。此外,由于蓝光激光器的激光头的激光照射方向与铜基材表面成锐角,使得未被铜基材吸收的蓝光激光能反射至靠近铜基材的银膜本体表面,在银膜本体与铜基材之间形成多次反射,利用反射的蓝光激光可以对银膜本体产生预热效果,同时延长铜熔池的稳定时间,银膜本体在与铜熔池压覆过程中,更利于银膜本体与铜基材的结合,形成稳定的冶金结合。经测试,对于银膜本体厚度大于 200微米时,通过设置激光头的激光照射方向与铜基材平面法线之间的夹角为45度到60度时,还可以大大提高银膜本体与铜基材的冶金结合效果,提高覆银层的厚度、纯度及产品的导电率。
进一步地,所述蓝光激光扫描路径包括:沿铜基材宽度方向直线往返扫描,扫描道间搭接率30%-60%。蓝光激光对铜基材进行多次扫描之后,形成完整的覆银层,保证银膜本体与铜熔池可以更好地冶金结合,且熔覆道之间不会形成凹陷或者凸出,具有较好的熔覆效果及表面粗糙度。
进一步地,所述银膜本体的厚度为100微米至500微米,宽幅大于铜基板宽度,两侧各超出铜基板2-5mm,长度根据需要量调整。应理解,银膜本体的厚度可以为100微米~130微米,130~150微米,150~300微米或 300~500微米等。当银膜本体厚度选择上述范围内时,可以保证银膜本体熔覆于铜基材表面后,铜基材表面仍具有一定厚度的纯银,进而保证铜基材的覆银层具有优异的导电性能。银膜本体的长度可以根据待熔覆银层的铜基材的长度决定。一般来说,银膜本体的长度应至少为银膜本体宽度的三倍。
进一步地,在所述铜基材表面形成熔池前,还包括:对所述铜基材表面进行清洁处理;和/或,在所述铜基材表面形成熔池前,还包括:对所述铜基材进行预热处理,使铜基材温度始终保持在400℃以上。
采用上述技术方案,对铜基材表面进行清洁,更有利于铜基材表的熔池与银膜本体之间压覆结合,形成的结合层更加稳定。而对铜基材进行预热,使铜基材温度始终保持在400℃及以上,更有利于在铜基材表面形成熔池,进而便于铜基材与银膜本体在压覆过程中形成更优异的冶金结合。
进一步地,将银膜本体沿熔池的形成路径,压覆于熔池,在铜基材表面形成覆银层包括:所述银膜本体通过设置于铜基材上方的输料辊进行卷材固定;与激光扫描同步,滚压球沿熔池的形成路径移动,滚压头滚压所述银膜本体远离所述铜基材一侧的表面,使所述银膜本体与所述铜基材冶金结合。由于银的熔点为961℃,铜的熔点为1083℃,因此,铜基材表面形成的熔池温度高于银的熔点,当银膜本体与熔池接触,银膜本体的接触面被熔融,熔融的银膜本体表面与铜基材的熔池之间在一定的滚压力下,形成稳定的冶金结合,大大提高了两者之间的结合强度。同时在铜基材表面形成具有一定厚度的覆银层,该覆银层具有优异的导电性能。
进一步地,所述滚压时的压力为20N~100N;和/或,滚压球沿熔池的形成路径移动时,滚压球中心在光斑后端,距光斑中心的距离大于1/3个光斑直径,小于或等于1个光斑直径,银膜本体、滚压球与激光头同步移动。应理解,滚压时的压力可以选择20N~100N之间的任意数值,例如可以为20N~40N、40N~60N、60~80N或80~100N,在该压力作用下,均可以保证银膜本体与铜基材之间形成稳定的冶金结合层。经测试,当滚压时的压力为20N~40N时,同时银膜本体厚度为100~200微米时,在节省银材物料的前提下,得到的覆银层的厚度可以达到80~180微米,远超现有技术中铜基材表面电镀银层的厚度,此时得到的银膜本体与铜基材之间形成的冶金结合层的结合力最佳,且覆银层具有优异的导电性能。此外,通过限定滚压球与熔池的位置关系,在该特定距离下,可以使银膜本体与铜熔池具有最佳的结合时间,提高了两者之间的结合强度,保证了结合后的覆银层表面粗糙度较小,较为平整。同时相比于现有技术,该覆银层的厚度大大增加,覆银层与铜基材结合面上铜含量大大降低,使铜基材的导电性能大大提高。
进一步地,将银膜本体沿熔池的形成路径,压覆于熔池,在铜基材表面形成覆银层后,还包括处理多余银材,和/或打磨覆银层的成品边角,和 /或打磨覆银层表面。
第二方面,本发明还提供一种具有表面覆银层的铜基材,由上述铜基材表面覆银层的制作方法制备得到,所述覆银层与所述铜基材为冶金结合,所述覆银层与所述铜基材为冶金结合,所述覆银层内,银含量>=99%的厚度大于80微米。
与现有技术相比,本发明的具有表面覆银层的铜基材的有益效果与上述技术方案的铜基材表面覆银层的制作方法的有益效果相同,此处不做赘述。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为不同金属对不同波长的激光吸收系数示意图;
图2为本发明提供的铜基材表面覆银层制备方法中蓝光激光与银膜本体之间的位置示意图;
图3为实施例四制备得到的覆银层的铜基材的光镜检测结果;
图4至图7为实施例四制备得到的铜基材上覆银层的成分分析测试图;
图8为对比例一制备得到的铜基材上银熔覆层的成分分析测试图;
图9为对比例二制备得到的铜基材上银熔覆层的成分分析测试图;
图10为激光头的激光照射方向与铜基材平面法线之间的夹角示意图。
附图标记:
1-银膜本体;2-输料辊;3-固定辊;4-铜基材;5-滚压球;6-蓝光激光。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,下面结合实施例具体对本发明提供的铜基材及铜基材表面覆银层的制作方法进行进一步的说明。以下实施例仅仅是对本发明的解释,而不是限定。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有付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。
下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明,均为常规方法;下述实施方式中所采用的原料如无特殊说明均为市售原料,各原料物理性能选择可以参考如下:
铜基材:表面打磨,去除残余镀银层,锈蚀等氧化层,并用酒精或丙酮清洗。
银膜本体:银材经加工成带状薄银膜本体,银膜本体纯度大于 99.99%,表面光亮,厚度大于100微米,小于500微米,银带宽度大于铜基材宽度,长度根据所需用量调整,且长度最少需大于3倍宽度,薄银带较软,可弯曲成卷状。
为了进一步说明本发明的铜基材表面覆银层的制作方法,以下给出具体实施例。
实施例一
本发明实施例提供一种铜基材表面覆银层的制作方法,包括:
S 1、利用蓝光激光扫描加工铜基材表面,在铜基材表面形成熔池。具体包括:调整蓝光激光器的激光头,使激光照射方向与铜基材平面法线之间的夹角α为30°(如图10所示),设置蓝光激光扫描的工艺参数如下:蓝光激光功率范围1000W,激光扫描速度10mm/s,光斑直径为1毫米;蓝光激光扫描路径如下:沿铜基材宽度方向直线往返扫描,扫描道间搭接率30%。
S2、滚压球与激光头同步移动,滚压球中心在光斑后端,距光斑中心的距离为1/3个光斑直径,,在40N压力下,将厚度为200微米、两侧宽幅各超出铜基板宽度2mm的银膜本体沿熔池的形成路径,压覆于熔池,在铜基材表面形成覆银层。
实施例二
本发明实施例提供一种铜基材表面覆银层的制作方法,包括:
S 1、利用蓝光激光扫描加工铜基材表面,在铜基材表面形成熔池,具体包括:调整蓝光激光器的激光头,使激光照射方向与铜基材平面法线之间的夹角α为20°,设置蓝光激光扫描的工艺参数如下:蓝光激光功率范围1500W,激光扫描速度60mm/s,光斑直径为2毫米;蓝光激光扫描路径如下:沿铜基材宽度方向直线往返扫描,扫描道间搭接率45%。
S 2、滚压球与激光头同步移动,滚压球中心在光斑后端,距光斑中心的距离为1/2个光斑直径,,在50N压力下,将厚度为350微米、两侧宽幅各超出铜基板宽度3.5mm的银膜本体沿熔池的形成路径,压覆于熔池,在铜基材表面形成覆银层。
实施例三
本发明实施例提供一种铜基材表面覆银层的制作方法,包括:
S 1、利用蓝光激光扫描加工铜基材表面,在铜基材表面形成熔池。具体包括:调整蓝光激光器的激光头,使激光照射方向与铜基材平面法线之间的夹角α为70°,设置蓝光激光扫描的工艺参数如下:蓝光激光功率范围2000W,激光扫描速度100mm/s,光斑直径为3毫米;蓝光激光扫描路径如下:沿铜基材宽度方向直线往返扫描,扫描道间搭接率60%。
S 2、滚压球与激光头同步移动,滚压球中心在光斑后端,距光斑中心的距离为1个光斑直径,,在80N压力下,将厚度为500微米、两侧宽幅各超出铜基板宽度5mm的银膜本体沿熔池的形成路径,压覆于熔池,在铜基材表面形成覆银层。
实施例四
本发明实施例提供一种铜基材表面覆银层的制作方法,包括:
S1、对所述铜基材表面进行清洁处理。
S2、利用蓝光激光扫描加工铜基材表面,在铜基材表面形成熔池,其中,调整蓝光激光器的激光头,使激光照射方向与铜基材平面法线之间的夹角α为45°,设置蓝光激光扫描的工艺参数如下:蓝光激光功率范围 1000W,激光扫描速度25mm/s,光斑直径为1.5毫米;蓝光激光扫描路径如下:沿铜基材宽度方向直线往返扫描,扫描道间搭接率40%。
S3、滚压球与激光头同步移动,滚压球中心在光斑后端,距光斑中心的距离为1/2个光斑直径,在20N压力下,将厚度为105微米、两侧宽幅各超出铜基板宽度2.5mm的银膜本体沿熔池的形成路径,压覆于熔池,在铜基材表面形成覆银层。
实施例五
本发明实施例提供一种铜基材表面覆银层的制作方法,包括:
S1、对所述铜基材表面进行清洁处理。
S2、对所述铜基材进行预热处理,使铜基材温度始终保持在400℃及以上。
S3、利用蓝光激光扫描加工铜基材表面,在铜基材表面形成熔池,其中,调整蓝光激光器的激光头,使激光照射方向与铜基材平面法线之间的夹角α为50°,设置蓝光激光扫描的工艺参数如下:蓝光激光功率范围 1100W,激光扫描速度40mm/s,光斑直径为2.2毫米;蓝光激光扫描路径如下:沿铜基材宽度方向直线往返扫描,扫描道间搭接率50%。
S4、滚压球与激光头同步移动,滚压球中心在光斑后端,距光斑中心的距离为1/2个光斑直径,,在50N压力下,将厚度为300微米、两侧宽幅各超出铜基板宽度3.0mm的银膜本体沿熔池的形成路径,压覆于熔池,在铜基材表面形成覆银层。
实施例六
本发明实施例提供一种铜基材表面覆银层的制作方法,包括:
S1、对所述铜基材表面进行清洁处理。
S2、对所述铜基材进行预热处理,使铜基材温度始终保持在400℃及以上。
S3、利用蓝光激光扫描加工铜基材表面,在铜基材表面形成熔池,其中,调整蓝光激光器的激光头,使激光照射方向与铜基材平面法线之间的夹角α为60°,设置蓝光激光扫描的工艺参数如下:蓝光激光功率范围 1200W,激光扫描速度60mm/s,光斑直径为2.0毫米;蓝光激光扫描路径如下:沿铜基材宽度方向直线往返扫描,扫描道间搭接率45%。
S4、滚压球与激光头同步移动,滚压球中心在光斑后端,距光斑中心的距离为3/4个光斑直径,,在65N压力下,将厚度为350微米、两侧宽幅各超出铜基板宽度3.5mm的银膜本体沿熔池的形成路径,压覆于熔池,在铜基材表面形成覆银层。
实施例七
本发明实施例提供一种铜基材表面覆银层的制作方法,包括:
S1、对所述铜基材表面进行清洁处理。
S2、对所述铜基材进行预热处理,使铜基材温度始终保持在400℃及以上。
S3、利用蓝光激光扫描加工铜基材表面,在铜基材表面形成熔池,其中,调整蓝光激光器的激光头,使激光照射方向与铜基材平面法线之间的夹角α为45°,设置蓝光激光扫描的工艺参数如下:蓝光激光功率范围 1600W,激光扫描速度80mm/s,光斑直径为3.0毫米;蓝光激光扫描路径如下:沿铜基材宽度方向直线往返扫描,扫描道间搭接率55%。
S4、滚压球与激光头同步移动,滚压球中心在光斑后端,距光斑中心的距离为3/4个光斑直径,,在70N压力下,将厚度为450微米、两侧宽幅各超出铜基板宽度4.5mm的银膜本体沿熔池的形成路径,压覆于熔池,在铜基材表面形成覆银层。
应理解,上述各实施例在具体实施时,铜基材以及银膜本体的固定方式、位置关系可以参考如下:可参考图1所示,银膜本体1可以选择为成卷银材,将银膜本体1的一端卷绕在输料辊2上,银膜本体1远离输料辊 2的一端通过固定辊3被按压于铜基材4靠近熔覆开始位置一侧的侧面,与铜基材良好接触;应理解,如果对铜基材进行预热处理,铜基材侧面接触位置附近的银膜本体的初始温度最好可以达到380-400℃,这样更便于银膜本体与铜基材的压覆结合,使银膜本体在较小压力下,例如20N,即可与铜基材表面形成冶金结合。
开始熔覆时,使用蓝光激光6,由靠近银膜本体端的铜基材4边缘开始,沿扫描路径方向扫描铜基材4表面至熔融状态。与激光扫描同步的,输料辊2转动,将银膜本体1放下,通过滚压球5往复滚压,使银膜本体 1沿激光扫描方向,在铜基材4上铺展,并将银膜本体1压覆于铜基材4 表面,使银膜本体1与铜基材4冶金结合。其中固定辊3可以选择耐高温陶瓷辊轮,或其他适用的耐高温辊轮,滚压球5可以选择耐高温陶瓷球。激光扫描完整个铜基材4表面,完成整面银层覆盖。滚压球5同步滚压完整个银层表面,在铜基材4表面形成覆银层。
还应理解,上述各实施例中,在铜基材表面形成覆银层后,还可以进一步对覆银层进行精加工处理,具体可以包括切割银带,修剪多余银材,并打磨完成银覆层的成品边角,最后打磨抛光银层表面,去除陶瓷球滚压痕迹。该方法适用于需要进一步提高铜触头及铜母线等导电率的应用场合。
对比例一
本对比例采用红外激光的同轴送粉的方式在铜基材表面形成覆银层,具体制作方法包括:
S1、对所述铜基材表面进行清洁处理;
S2、利用红外激光在铜基材表面形成覆银层的工艺参数如下:红外激光波长为1070nm,激光功率为3500W,送银粉量2.8g/min,送粉气压为 0.4Mpa,送粉气流量为9L/min;熔覆速度为6mm/s,搭接率为45%;激光扫描路径如下:沿铜基材宽度方向直线往返扫描,在铜基材表面形成覆银层。
对比例二
本对比例采用蓝光激光的同轴送粉的方式在铜基材表面形成覆银层,具体制作方法包括:
S1、对所述铜基材表面进行清洁处理;
S2、利用蓝光激光在铜基材表面形成覆银层的工艺参数如下:蓝光激光波长为450nm,激光功率为1500W,送银粉量2g/min,送粉气压为0.4Mpa,送粉气流量为9L/min;熔覆速度为1mm/s,搭接率为45%;光斑直径为2 毫米;蓝光激光扫描路径如下:沿铜基材宽度方向直线往返扫描,在铜基材表面形成覆银层。
测试例
本发明对实施例四中制备得到的覆银层进行EDS成分测试和光镜检测,实施例四样品的光镜检测结果见图3,EDS成分测试结果见图4至图 7,以及表1和表2。
表1图6中A、B、C处成分测试结果
表2图6中D处成分测试结果
由图3光镜图可知,采用本发明实施例四制备得到的铜基材表面覆银层结合界面互溶程度较低,能够形成稳定的冶金结合,熔覆道之间没有形成凹陷或者凸出,具有较好的熔覆效果及表面粗糙度。
由图4至图7,以及表1和表2可知,采用本发明实施例四的实施方式,采用蓝光激光,具有能量利用率高,在1000W蓝光激光功率下,可以在铜基材表面形成熔池,同时以银膜本体作为覆银层的原料,银膜本体在铜基材表面的熔池内进行熔融,由于蓝光激光不直接作用于银膜本体,而通过滚压使银膜本体与熔池结合,可以很好的控制银膜本体在熔池内的稀释率,制得的覆银层厚度大,纯度高,导电性能优异。由图4至图6可知,覆银层厚度超过100微米。由图7的 A至D处的成分分析以及表1和表2可知,A、B、C处的成分均为 100%Ag,仅在靠近铜基材表面的D处,银含量为90.54%±0.28。由此可知,采用本发明实施例的方法在铜基材表面形成了一定厚度的纯银表面,通过测试,纯银表面的厚度可以达到100微米以上,其大大提高了覆银层的导电性能。
进一步地,本发明还对对比例一和对比例二中制备得到的覆银层进行 EDS成分测试,对比例一的测试结果见图7,以及表3至表5。对比例二的测试结果见图8,以及表6至表8。
表3图7中A处成分测试结果
表4图7中B处成分测试结果
表5图7中C处成分测试结果
表6图8中A处成分测试结果
表7图8中B处成分测试结果
表8图8中C处成分测试结果
由上述测试结果可知:对比例1中,由图8,以及表3~5可知,采用红外激光,在铜基材表面形成覆银层时,由于铜、银对红外激光的吸收率较低,不足6%,为了达到上述目的,只能通过高能量输入来解决这一问题,这样会导致较低的能量利用率。且采用银粉时,由于银对红光的吸收率相比铜的更低,只能靠铜熔池的热传导达到熔化,离散的银粉部分熔于铜基材中,使得熔覆层有较高的稀释率,且无法形成连续的纯银表面(如图8和表3~5的A、B、C处的成分分析结果所示)。此外,由于在激光熔覆过程中,熔池凝固速度快,未能充分熔化的银粉颗粒分散在铜银合金层内(如图8的A处和表3的A 处的成分分析结果所示),进一步降低熔覆层的导电率。
对比例2中,由图9,以及表6~8可知,采用蓝光激光,在铜基材表面形成熔覆层时,其虽然可以克服能量利用率低的问题。但是,其在采用银粉时,同样存在激光吸收率低,铜基材优先于银粉熔化造成熔覆层稀释率过高的问题,会在铜基材表面形成银铜合金而非纯银表面(如图9和表6~8的A、B、C处的成分分析结果所示),从而影响导电性能。此外,同样有未能充分熔化的银粉颗粒分散在铜银合金层内分散在铜银合金层内(如图9和表6和表8的A、C处的成分分析结果所示),进一步降低覆银层的导电率。
进一步地,本发明还对上述实施例1~7制备得到的覆银层和对比例1~2制备得到的熔覆层进行各阶段的厚度测量,得到覆银层/熔覆层的厚度。试验结果如表9所示:
表9
进一步地,本发明还对上述实施例1~7和对比例1~对比例2制备得到的铜基材,根据《GB/T 11022-2011高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》,在接触面积均为120*120mm2时,通流以 4550A(接触面电流密度为0.157A/mm2),进行温升值试验,试验结果如表10所示。
表10
由表9数据可知,虽然对比例一和对比例二与电镀银相比,覆银层厚度增加,但是由上述分析可知,由于对比例一和对比例二中的覆银层为非纯银表面,而由于一般常用铜排(T2铜,约99.9%纯铜) 的导电率是97%,而银中含铜量超过3%,导电率IACS将低于90%,因此,导致对比例一和对比例二中形成的含有银铜合金的覆银层的导电率大大下降。如表10所示,测试结果上表现为温升值大大提高。由对比例1与实施例1~7相比,温升值提高了41.1%至49.5%;对比例2与实施例1~7相比,温升值提高了28.6%至36.3%。
从试验结果看,本发明通过蓝光激光对铜基材表面进行激光熔覆,具有激光利用率高,节省能量的优点。此外,采用银膜本体作为覆银层的原料,银膜本体在铜基材表面的熔池内进行熔融时,控制滚压球的移动速度与激光头的移动速度同步,同时配合特定的滚压球的位置和滚压力,可以很好的控制银膜本体在熔池内的稀释率,使制得的覆银层厚度大,纯度高,导电性能优异。采用本发明实施例1至7中的铜基材的覆银层进行温升值测试,温升值降幅可以达28.6%~49.5%。温升值越小,表明该材料的导电性能越优异。
关于本发明的技术指标的测定方法均为本领域内使用标准方法,具体可参见最新的国家标准,除非另外说明。另外,作为本发明中的其它原材料均指本领域内通常使用的原材料。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下,本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进,均应落入到本发明的保护范围,本发明请求保护的技术内容,已经全部记载在权利要求书中。
Claims (10)
1.一种铜基材表面覆银层的制作方法,其特征在于,包括:
利用蓝光激光扫描加工铜基材表面,在铜基材表面形成熔池;
将银膜本体沿熔池的形成路径,压覆于熔池,在铜基材表面形成覆银层。
2.根据权利要求1所述铜基材表面覆银层的制作方法,其特征在于,所述蓝光激光扫描的工艺参数如下:蓝光激光功率范围1000-2000W,激光扫描速度10-100mm/s,光斑直径为1-3毫米;
和/或,激光头的激光照射方向与铜基材平面法线之间的夹角为锐角。
3.根据权利要求2所述铜基材表面覆银层的制作方法,所述激光头的激光照射方向与铜基材平面法线之间的夹角为30-60度之间。
4.根据权利要求2所述铜基材表面覆银层的制作方法,其特征在于,所述蓝光激光扫描路径包括:沿铜基材宽度方向直线往返扫描,扫描道间搭接率30%-60%。
5.根据权利要求2所述铜基材表面覆银层的制作方法,其特征在于,所述银膜本体的厚度为100微米至500微米,宽幅大于铜基板宽度,两侧各超出铜基板2-5mm,长度根据需要量调整。
6.根据权利要求1~5任一所述铜基材表面覆银层的制作方法,其特征在于,在所述铜基材表面形成熔池前,还包括:对所述铜基材表面进行清洁处理;
和/或,在所述铜基材表面形成熔池前,还包括:对所述铜基材进行预热处理,使铜基材温度始终保持在400℃及以上。
7.根据权利要求1~6任一所述铜基材表面覆银层的制作方法,其特征在于,将银膜本体沿熔池的形成路径,压覆于熔池,在铜基材表面形成覆银层包括:所述银膜本体通过设置于铜基材上方的输料辊进行固定;与激光扫描同步,滚压球沿熔池的形成路径移动,滚压球滚压所述银膜本体远离所述铜基材一侧的表面,使所述银膜本体与所述铜基材冶金结合。
8.根据权利要求1~7任一所述铜基材表面覆银层的制作方法,其特征在于,所述滚压球滚压时的压力为20N~100N;
和/或,滚压球沿熔池的形成路径移动时,滚压球中心在光斑后端,距光斑中心的距离大于1/3个光斑直径,小于或等于1个光斑直径,银膜本体、滚压球与激光头同步移动。
9.根据权利要求1~8任一所述铜基材表面覆银层的制作方法,其特征在于,将银膜本体沿熔池的形成路径,压覆于熔池,在铜基材表面形成覆银层后,还包括处理多余银材,和/或打磨覆银层的成品边角,和/或打磨覆银层表面。
10.一种具有表面覆银层的铜基材,其特征在于,由权利要求1~9任一所述铜基材表面覆银层的制作方法制备得到,所述覆银层与所述铜基材为冶金结合,所述覆银层内,银含量>=99%的厚度大于80微米。
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