專利名稱：制備擴散偶的模具的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種模具，尤其涉及一種制備擴散偶的模具。
背景技術：
Cu-ai擴散偶的一般制造方法是熱壓，這種方法存在兩種常見的缺陷，一是在加熱過程中，金屬表面很容易產(chǎn)生氧化，氧化層阻止了金屬原子之間的相互擴散，以至不能得到擴散偶。其次，鋅的塑性很差，即使在加熱的狀態(tài)下，在壓縮過程中，也易產(chǎn)生開裂。ZL200810069506. 2提供了一種采用粉末制備擴散偶的方法，有以下步驟(1)在不與接觸的粉末發(fā)生相互擴散或化學反應的金屬套管中填充一種粉末材料A，壓緊得到坯塊；(2)用比金屬套管內(nèi)徑小4 6MM的模具在坯塊上沖孔；(3)在孔中填充入另一種粉體材料B后，壓緊，在一定溫度下燒結(jié)后空冷，即得擴散偶。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種制備擴散偶的模具，該模具用于擴散偶制備過程中，既能大大減少金屬界面的氧化問題，又能克服鋅在塑性變形時的開裂問題。一種制備擴散偶的模具，包括上模板、壓頭、凹模、壓板、頂桿和下模板。壓頭固定于上模板，壓頭與凹模的通孔配合，使壓頭與凹模的通孔之間的間隙為 0. 1-0. 3mm,并優(yōu)選 0. 2_。凹模的中心有一凹模通孔。壓板將凹模固定于下模板，如在壓板上使用螺栓將凹模固定于下模板。為使凹模牢固固定，優(yōu)選的，凹模外壁向外側(cè)傾斜7°，同時與凹模外壁相接觸的壓板側(cè)壁向內(nèi)側(cè)傾斜7°。下模板設有模板通孔。頂桿包括桿端和桿部，桿端設于凹模通孔內(nèi)，桿部穿設于模板通孔。為使凹模與下模板的可靠緊固，壓板與下模板之間保留10_15mm的間隙。本實用新型技術方案實現(xiàn)的有益效果本實用新型公開的一種制備擴散偶的模具，一種金屬樣(如銅)在常溫下打磨， 并迅速放入凹模，再將另一種金屬(如鋅)液澆入凹模，完全克服金屬材料接觸面的氧化問題。迅速對液態(tài)金屬(如鋅)進行加壓，使金屬凝固，在凝固的同時也實現(xiàn)了金屬的塑性變形，這種塑性變形方法，材料組織細小，變形抗力小，受力均勻，不會產(chǎn)生開裂缺陷。在兩種金屬的界面上也具有與塑性變形相同的壓力，并且溫度較高，有利于金屬界面原子之間的互擴散，將兩種金屬很好的焊合在一起。當兩種金屬為銅和鋅時，金屬界面兩側(cè)的原子擴散深度在50-100 μ m。若再對其進行加熱保溫，擴散層深度可達200-250 μ m。

圖1為本實用新型制備擴散偶的模具結(jié)構示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖詳細描述本實用新型的技術方案。如圖1所示，本實用新型制備擴散偶的模具，包括上模板1、壓頭2、凹模3、壓板4、 頂桿5和下模板6。壓頭2包括壓頭底座21和壓頭22。凹模3的中心有凹模通孔31。壓頭底座21 通過螺栓7固定于上模板1，壓頭22與凹模通孔31配合，使壓頭22與凹模通孔31之間的間隙為0. 2mm。在螺栓7的配合下，壓板4將凹模3固定于下模板6。本實施例中，凹模3外壁向外側(cè)傾斜7°，同時與凹模3外壁相接觸的壓板4側(cè)壁向內(nèi)側(cè)傾斜7°，以使凹模3牢固固定于下模板6。下模板6設有模板通孔61，頂桿5包括頂出端51和桿部52，桿部52穿沒于模板通孔61，頂出端51與凹模通孔31配合。把本實用新型模具應用于Cu-ai擴散偶制備中，需對圖1所示的凹模3進行預熱， 預熱溫度為200°C左右。預熱方法采用簡單的熱傳導法，如將一個大體積的鐵塊(凹模3 體積的3-4倍)，加熱至600-700°C后取出，在凹模3表面放置3_4分鐘。利用坩堝爐或電爐將鋅熔化，熔化溫度430°C。對銅樣的表面進行打磨，使之呈現(xiàn)為無氧化的新鮮表面。立即將銅樣8放入凹模3的腔體中，然后向凹模3腔體內(nèi)澆注鋅液， 鋅液9液面與凹模3上表面的距離為5mm。迅速驅(qū)動壓頭2向下運動，對鋅液進行加壓，并于IOOMpa壓力下，保壓60秒。驅(qū)動壓頭2回程，在液壓機頂出裝置協(xié)助下，使頂桿5頂出焊合的固態(tài)Cu-Si合金。在電阻爐中對Cu-Si合金進行加熱，并于200°C溫度下，保溫2小時，即得Cu-Si擴散偶。經(jīng)測試，在壓制條件下，銅、鋅界面兩側(cè)的原子擴散深度在50-100 μ m。若再對其進行加熱保溫，擴散層深度可達200-250 μ m。
權利要求1.一種制備擴散偶的模具，其特征是包括上模板、壓頭、凹模、壓板、頂桿和下模板； 所述壓頭固定于所述的上模板；所述的凹模的中心有凹模通孔；所述的壓頭與所述的凹模通孔配合，使所述的壓頭與所述的凹模通孔之間的間隙為 0. 1-0. 3mm ；所述的壓板將所述的凹模固定于所述的下模板； 所述的下模板設有模板通孔；所述的頂桿包括桿端和桿部，桿端設于凹模通孔內(nèi)，桿部穿設于模板通孔。
2.根據(jù)權利要求1所述的制備擴散偶的模具，其特征是所述的壓板與所述的下模板之間保留10-15mm的間隙。
3.根據(jù)權利要求1所述的制備擴散偶的模具，其特征是所述的凹模外壁向外側(cè)傾斜 V，同時與所述的凹模外壁相接觸的所述的壓板側(cè)壁向內(nèi)側(cè)傾斜7°。
專利摘要一種制備擴散偶的模具，包括上模板、壓頭、凹模、壓板、頂桿和下模板；壓頭固定于上模板；凹模的中心有一通孔。壓頭與所述的凹模的中心通孔相配合，使壓頭與凹模的上端開口之間的間隙為0.1-0.3mm；壓板將所述的凹模固定于所述的下模板；下模板設有通孔，頂桿穿設于下模板通孔，并與凹模通孔配合。本實用新型模具制得的擴散偶能使兩種金屬的界面上具有與塑性變形相同的壓力，并且溫度較高，有利于金屬界面原子之間的互擴散，將兩種金屬很好的焊合在一起。
文檔編號B22D19/16GK202015826SQ201020667239
公開日2011年10月26日 申請日期2010年12月9日 優(yōu)先權日2010年12月9日
發(fā)明者王殿梁 申請人:嘉興學院