CN202015826U - 制备扩散偶的模具 - Google Patents

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Abstract

一种制备扩散偶的模具，包括上模板、压头、凹模、压板、顶杆和下模板；压头固定于上模板；凹模的中心有一通孔。压头与所述的凹模的中心通孔相配合，使压头与凹模的上端开口之间的间隙为0.1-0.3mm；压板将所述的凹模固定于所述的下模板；下模板设有通孔，顶杆穿设于下模板通孔，并与凹模通孔配合。本实用新型模具制得的扩散偶能使两种金属的界面上具有与塑性变形相同的压力，并且温度较高，有利于金属界面原子之间的互扩散，将两种金属很好的焊合在一起。

Description

制备扩散偶的模具
技术领域
本实用新型涉及一种模具，尤其涉及一种制备扩散偶的模具。
背景技术
Cu-Zn扩散偶的一般制造方法是热压，这种方法存在两种常见的缺陷，一是在加热过程中，金属表面很容易产生氧化，氧化层阻止了金属原子之间的相互扩散，以至不能得到扩散偶。其次，锌的塑性很差，即使在加热的状态下，在压缩过程中，也易产生开裂。
ZL200810069506.2提供了一种采用粉末制备扩散偶的方法，有以下步骤：(1)在不与接触的粉末发生相互扩散或化学反应的金属套管中填充一种粉末材料A，压紧得到坯块；(2)用比金属套管内径小4～6MM的模具在坯块上冲孔；(3)在孔中填充入另一种粉体材料B后，压紧，在一定温度下烧结后空冷，即得扩散偶。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种制备扩散偶的模具，该模具用于扩散偶制备过程中，既能大大减少金属界面的氧化问题，又能克服锌在塑性变形时的开裂问题。
一种制备扩散偶的模具，包括上模板、压头、凹模、压板、顶杆和下模板。
压头固定于上模板，压头与凹模的通孔配合，使压头与凹模的通孔之间的间隙为0.1-0.3mm，并优选0.2mm。
凹模的中心有一凹模通孔。
压板将凹模固定于下模板，如：在压板上使用螺栓将凹模固定于下模板。为使凹模牢固固定，优选的，凹模外壁向外侧倾斜7°，同时与凹模外壁相接触的压板侧壁向内侧倾斜7°。
下模板设有模板通孔。
顶杆包括杆端和杆部，杆端设于凹模通孔内，杆部穿设于模板通孔。
为使凹模与下模板的可靠紧固，压板与下模板之间保留10-15mm的间隙。
本实用新型技术方案实现的有益效果：
本实用新型公开的一种制备扩散偶的模具，一种金属样(如：铜)在常温下打磨，并迅速放入凹模，再将另一种金属(如：锌)液浇入凹模，完全克服金属材料接触面的氧化问题。迅速对液态金属(如：锌)进行加压，使金属凝固，在凝固的同时也实现了金属的塑性变形，这种塑性变形方法，材料组织细小，变形抗力小，受力均匀，不会产生开裂缺陷。在两种金属的界面上也具有与塑性变形相同的压力，并且温度较高，有利于金属界面原子之间的互扩散，将两种金属很好的焊合在一起。当两种金属为铜和锌时，金属界面两侧的原子扩散深度在50-100μm。若再对其进行加热保温，扩散层深度可达200-250μm。
附图说明
图1为本实用新型制备扩散偶的模具结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图详细描述本实用新型的技术方案。
如图1所示，本实用新型制备扩散偶的模具，包括上模板1、压头2、凹模3、压板4、顶杆5和下模板6。
压头2包括压头底座21和压头22。凹模3的中心有凹模通孔31。压头底座21通过螺栓7固定于上模板1，压头22与凹模通孔31配合，使压头22与凹模通孔31之间的间隙为0.2mm。
在螺栓7的配合下，压板4将凹模3固定于下模板6。本实施例中，凹模3外壁向外侧倾斜7°，同时与凹模3外壁相接触的压板4侧壁向内侧倾斜7°，以使凹模3牢固固定于下模板6。
下模板6设有模板通孔61，顶杆5包括顶出端51和杆部52，杆部52穿没于模板通孔61，顶出端51与凹模通孔31配合。
把本实用新型模具应用于Cu-Zn扩散偶制备中，需对图1所示的凹模3进行预热，预热温度为200℃左右。预热方法采用简单的热传导法，如：将一个大体积的铁块(凹模3体积的3-4倍)，加热至600-700℃后取出，在凹模3表面放置3-4分钟。
利用坩埚炉或电炉将锌熔化，熔化温度430℃。对铜样的表面进行打磨，使之呈现为无氧化的新鲜表面。立即将铜样8放入凹模3的腔体中，然后向凹模3腔体内浇注锌液，锌液9液面与凹模3上表面的距离为5mm。
迅速驱动压头2向下运动，对锌液进行加压，并于100Mpa压力下，保压60秒。
驱动压头2回程，在液压机顶出装置协助下，使顶杆5顶出焊合的固态Cu-Zn合金。
在电阻炉中对Cu-Zn合金进行加热，并于200℃温度下，保温2小时，即得Cu-Zn扩散偶。经测试，在压制条件下，铜、锌界面两侧的原子扩散深度在50-100μm。若再对其进行加热保温，扩散层深度可达200-250μm。

Claims (3)

1.一种制备扩散偶的模具，其特征是包括上模板、压头、凹模、压板、顶杆和下模板；
所述压头固定于所述的上模板；
所述的凹模的中心有凹模通孔；
所述的压头与所述的凹模通孔配合，使所述的压头与所述的凹模通孔之间的间隙为0.1-0.3mm；
所述的压板将所述的凹模固定于所述的下模板；
所述的下模板设有模板通孔；
所述的顶杆包括杆端和杆部，杆端设于凹模通孔内，杆部穿设于模板通孔。
2.根据权利要求1所述的制备扩散偶的模具，其特征是所述的压板与所述的下模板之间保留10-15mm的间隙。
3.根据权利要求1所述的制备扩散偶的模具，其特征是所述的凹模外壁向外侧倾斜7°，同时与所述的凹模外壁相接触的所述的压板侧壁向内侧倾斜7°。 
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