一種連續(xù)燒結(jié)制備鉬銅合金坯料的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種連續(xù)燒結(jié)制備鉬銅合金坯料的方法，該方法為：一、將銅塊置于燒結(jié)坩堝模腔內(nèi)的下段腔體中；二、將鉬壓坯置于燒結(jié)坩堝模腔內(nèi)的中段腔體處；三、將裝有銅塊和鉬壓坯的燒結(jié)坩堝豎直放置于燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)，自然降溫，出爐后除去表面覆著的銅，得到鉬銅合金坯料。本發(fā)明充分利用鉬壓坯在高溫?zé)Y(jié)過程中尺寸收縮的原理，根據(jù)鉬壓坯尺寸變化量，巧妙設(shè)計了燒結(jié)坩堝模腔內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和尺寸，使得高溫預(yù)燒結(jié)后鉬壓坯順利滑落到熔化的銅液中，再將爐溫控制到適于熔滲的溫度范圍內(nèi)，實現(xiàn)了高溫預(yù)燒結(jié)和熔滲過程的連續(xù)，縮短了生產(chǎn)流程，節(jié)約了能源，提高了生產(chǎn)效率。
【專利說明】一種連續(xù)燒結(jié)制備纟目銅合金坯料的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鑰銅合金坯料制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種連續(xù)燒結(jié)制備鑰銅合金坯料的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]鑰銅合金，是由互不固熔的金屬鑰和銅組成的偽合金。因此，它同時兼有金屬Mo和Cu的優(yōu)異性能，具有耐高溫、抗燒蝕、高導(dǎo)熱導(dǎo)電率和較低的熱膨脹系數(shù)等優(yōu)點，廣泛用于電觸頭、電極材料、電子封裝、熱沉積材料和火箭噴嘴，以及飛機候襯的部件中。特別是與功能和性質(zhì)相似的鎢銅材料相比，更具有密度小的優(yōu)點，因此符合航空航天等特殊領(lǐng)域的要求。
[0003]由于Mo和Cu熔點相差很大，用常規(guī)方法很難獲得致密的鑰銅燒結(jié)體。而熔滲法是目前工業(yè)生產(chǎn)鑰銅合金中應(yīng)用最為廣泛的方法。該方法具體是先將Mo粉或Mo和Cu的混合粉(少量)經(jīng)過壓制、燒結(jié)，然后滲Cu以達到高致密度的要求。但對于銅含量為5?25%的低銅含量的鑰銅合金，熔滲法燒結(jié)過程要求先將壓制的Mo坯燒結(jié)成一定空隙度的骨架，然后在熔融Cu中滲銅，此方法可以獲得高密度，低膨脹系數(shù)的材料。但在實際生產(chǎn)過程中，由于鑰的骨架燒結(jié)溫度通常在1500°C?1650°C之間，而銅的熔點較低，因此生產(chǎn)中必須分兩次燒結(jié)完成:第一燒結(jié)，先將鑰壓坯放入加熱爐中燒結(jié)完畢，冷卻；第二次燒結(jié)，再將冷卻的鑰壓坯和熔滲所需的銅料同時放入燒結(jié)坩堝中，然后升溫，完成熔滲。該方法的主要缺點是壓坯骨架燒結(jié)和熔滲過程不能在一次燒結(jié)升溫過程中完成，造成能源和設(shè)備的極大浪費，導(dǎo)致熔銅產(chǎn)品滲鑰燒結(jié)生產(chǎn)效率低，成本高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種連續(xù)燒結(jié)制備鑰銅合金坯料的方法。該方法充分利用鑰壓坯在高溫?zé)Y(jié)過程中尺寸收縮的原理，根據(jù)鑰壓坯尺寸變化量，巧妙設(shè)計了燒結(jié)坩堝模腔內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和尺寸，使得高溫預(yù)燒結(jié)后鑰壓坯順利滑落到熔化的銅液中，再將爐溫控制到適于熔滲的溫度范圍內(nèi)，實現(xiàn)了高溫預(yù)燒結(jié)和熔滲過程的連續(xù)，縮短了生產(chǎn)流程，節(jié)約了能源，提高了生產(chǎn)效率，解決了低銅含量鑰銅合金坯料傳統(tǒng)熔滲燒結(jié)過程高溫Mo骨架燒結(jié)和低溫Cu熔滲燒結(jié)不能在同一次燒結(jié)過程完成的技術(shù)難題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種連續(xù)燒結(jié)制備鑰銅合金坯料的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:
[0006]步驟一、將銅塊置于燒結(jié)坩堝模腔內(nèi)的下段腔體中；所述燒結(jié)坩堝模腔包括上段腔體和下段腔體，以及連接上段腔體和下段腔體的中段腔體，所述中段腔體的縱截面為倒梯形；
[0007]步驟二、將鑰壓坯置于步驟一中所述燒結(jié)坩堝模腔內(nèi)的中段腔體處；
[0008]步驟三、將裝有銅塊和鑰壓坯的燒結(jié)坩堝豎直放置于燒結(jié)爐內(nèi)，在氫氣氣氛保護條件下將燒結(jié)爐爐溫升至1500°C?1700°C，保溫?zé)Y(jié)2h?5h，保溫?zé)Y(jié)過程中鑰壓坯收縮并滑落至下段腔體內(nèi)，保溫?zé)Y(jié)結(jié)束后自然降溫至燒結(jié)爐爐溫為1320°C?1450°C，再保溫?zé)Y(jié)Ih?2h，最后自然降溫至燒結(jié)爐爐溫為400°C以下出爐，得到表面覆著有銅的鑰銅合金坯料，除去表面覆著的銅，得到鑰銅合金坯料。
[0009]上述的一種連續(xù)燒結(jié)制備鑰銅合金坯料的方法，其特征在于，步驟一中所述倒梯形為底角為15°?75。的等腰梯形。
[0010]上述的一種連續(xù)燒結(jié)制備鑰銅合金坯料的方法，其特征在于，步驟三中所述鑰銅合金坯料中銅的質(zhì)量百分含量為5%?25%。
[0011]上述的一種連續(xù)燒結(jié)制備鑰銅合金坯料的方法，其特征在于，步驟一中所述銅塊的質(zhì)量為步驟三中除去表面覆著的銅后的鑰銅合金坯料中銅的理論質(zhì)量的1.25?1.45倍。
[0012]上述的一種連續(xù)燒結(jié)制備鑰銅合金坯料的方法，其特征在于，步驟二中所述鑰壓坯的相對密度為50%?75%。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0014]1、本發(fā)明的方法將鑰銅合金預(yù)燒結(jié)和熔滲燒結(jié)連續(xù)完成，解決了低銅含量鑰銅合金坯料傳統(tǒng)熔滲燒結(jié)過程高溫Mo骨架燒結(jié)和低溫Cu熔滲燒結(jié)不能在同一次燒結(jié)過程完成的技術(shù)難題。
[0015]2、本發(fā)明充分利用鑰壓坯在高溫?zé)Y(jié)過程中尺寸收縮的原理，根據(jù)鑰壓坯尺寸變化量，巧妙設(shè)計了燒結(jié)坩堝模腔內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和尺寸，使得高溫預(yù)燒結(jié)后鑰壓坯順利滑落到熔化的銅液中，再將爐溫控制到適于熔滲的溫度范圍內(nèi)，實現(xiàn)了高溫預(yù)燒結(jié)和熔滲過程的連續(xù)，縮短了生產(chǎn)流程，節(jié)約了能源，提高了生產(chǎn)效率。
[0016]3、本發(fā)明通過控制銅塊的質(zhì)量為鑰銅合金坯料中銅的理論質(zhì)量的1.25?1.45倍，能夠確保收縮后的鑰壓坯的孔隙中均勻熔滲銅液，制備的鑰銅合金坯料的相對密度為98.5%以上。
[0017]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明技術(shù)方案做進一步的詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的裝有銅塊和鑰坯料的燒結(jié)坩堝的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]I 一上段腔體；2—中段腔體；2—下段腔體；
[0020]4一銅塊；5—鑰壓坯。

【具體實施方式】
[0021]實施例1
[0022]步驟一、如圖1所示，將1.66kg銅塊4置于燒結(jié)坩堝模腔內(nèi)的下段腔體3中；所述燒結(jié)坩堝模腔包括上段腔體I和下段腔體3，以及連接上段腔體I和下段腔體3的中段腔體2 ；
[0023]本實施例中，所述中段腔體2的縱截面為倒梯形，倒梯形為底角為15。的等腰梯形；
[0024]本實施例中，所述下段腔體3的橫截面為Φ83.3mm的圓形；
[0025]步驟二、將4kg相對密度為50%的鑰壓坯5置于步驟一中所述燒結(jié)坩堝模腔內(nèi)的中段腔體2處；
[0026]本實施例中，所述鑰壓還5的橫截面為Φ 10mm的圓形；
[0027]步驟三、將裝有銅塊4和鑰壓坯5的燒結(jié)坩堝豎直放置于感應(yīng)燒結(jié)爐內(nèi)，在氫氣氣氛保護條件下將感應(yīng)燒結(jié)爐爐溫升至1500°C，保溫?zé)Y(jié)2h，保溫?zé)Y(jié)過程中鑰壓坯5收縮并滑落至下段腔體3內(nèi)，保溫?zé)Y(jié)結(jié)束后自然降溫至感應(yīng)燒結(jié)爐爐溫為1320°C，再保溫?zé)Y(jié)lh，最后自然降溫至燒結(jié)爐爐溫為400°C以下出爐，得到表面覆著有銅的鑰銅合金坯料，除去表面覆著的銅，得到鑰銅合金坯料。
[0028]本實施例燒結(jié)的鑰銅合金坯料的橫截面直徑為80.7mm,通過取樣檢測燒結(jié)后鑰銅合金坯料的銅質(zhì)量含量平均為25%，測定鑰銅合金坯料的相對密度為98.5%。
[0029]實施例2
[0030]步驟一、如圖1所示，將1.43kg銅塊4置于燒結(jié)坩堝模腔內(nèi)的下段腔體3中；所述燒結(jié)坩堝模腔包括上段腔體I和下段腔體3，以及連接上段腔體I和下段腔體3的中段腔體2 ；
[0031]本實施例中，所述中段腔體2的縱截面為倒梯形，倒梯形為底角為45°的等腰梯形；
[0032]本實施例中，所述下段腔體3的橫截面為長130mm的方形；
[0033]步驟二、將6kg最大尺寸為150mm的相對密度為60%的鑰壓坯5置于步驟一中所述燒結(jié)坩堝模腔內(nèi)的中段腔體2處；
[0034]本實施例中，所述鑰壓還5的橫截面為長150mm的方形；
[0035]步驟三、將裝有銅塊4和鑰壓坯5的燒結(jié)坩堝豎直放置于電阻燒結(jié)爐內(nèi)，在氫氣氣氛保護條件下將電阻燒結(jié)爐爐溫升至1600°C，保溫?zé)Y(jié)3.5h，保溫?zé)Y(jié)過程中鑰壓坯5收縮并滑落至下段腔體3內(nèi)，保溫?zé)Y(jié)結(jié)束后自然降溫至電阻燒結(jié)爐爐溫為1400°C，再保溫?zé)Y(jié)1.5h，最后自然降溫至燒結(jié)爐爐溫為400°C以下出爐，得到表面覆著有銅的鑰銅合金坯料，除去表面覆著的銅，得到鑰銅合金坯料。
[0036]本實施例燒結(jié)的鑰銅合金坯料的橫截面長度為128mm，通過取樣檢測燒結(jié)后鑰銅合金坯料的銅質(zhì)量含量平均為15%，測定鑰銅合金坯料的相對密度為98.5%。
[0037]實施例3
[0038]步驟一、如圖1所示，將0.61kg銅塊4置于燒結(jié)坩堝模腔內(nèi)的下段腔體3中；所述燒結(jié)坩堝模腔包括上段腔體I和下段腔體3，以及連接上段腔體I和下段腔體3的中段腔體2 ；
[0039]本實施例中，所述中段腔體2的縱截面為倒梯形，倒梯形為底角為75°的等腰梯形；
[0040]本實施例中，所述下段腔體3的橫截面為Φ 187mm的圓形；
[0041]步驟二、將8kg最大尺寸為200mm的相對密度為75%的鑰壓坯5置于步驟一中所述燒結(jié)坩堝模腔內(nèi)的中段腔體2處；
[0042]本實施例中，所述鑰壓還5的橫截面為Φ 200mm的圓形；
[0043]步驟三、將裝有銅塊4和鑰壓坯5的燒結(jié)坩堝豎直放置于感應(yīng)燒結(jié)爐內(nèi)，在氫氣氣氛保護條件下將感應(yīng)燒結(jié)爐爐溫升至1700°C，保溫?zé)Y(jié)5h，保溫?zé)Y(jié)過程中鑰壓坯5收縮并滑落至下段腔體3內(nèi)，保溫?zé)Y(jié)結(jié)束后自然降溫至感應(yīng)燒結(jié)爐爐溫為1450°C，再保溫?zé)Y(jié)2h，最后自然降溫至燒結(jié)爐爐溫為400°C以下出爐，得到表面覆著有銅的鑰銅合金坯料，除去表面覆著的銅，得到鑰銅合金坯料。
[0044]本實施例燒結(jié)的鑰銅合金坯料的橫截面直徑為183_，通過取樣檢測燒結(jié)后鑰銅合金坯料的銅質(zhì)量含量平均為5%，測定鑰銅合金坯料的相對密度為98.6%。
[0045]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明做任何限制，凡是根據(jù)發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種連續(xù)燒結(jié)制備鑰銅合金坯料的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 步驟一、將銅塊(4)置于燒結(jié)坩堝模腔內(nèi)的下段腔體(3)中；所述燒結(jié)坩堝模腔包括上段腔體(I)和下段腔體(3)，以及連接上段腔體(I)和下段腔體(3)的中段腔體(2)，所述中段腔體(2)的縱截面為倒梯形； 步驟二、將鑰壓坯(5)置于步驟一中所述燒結(jié)坩堝模腔內(nèi)的中段腔體(2)處； 步驟三、將裝有銅塊(4)和鑰壓坯(5)的燒結(jié)坩堝豎直放置于燒結(jié)爐內(nèi)，在氫氣氣氛保護條件下將燒結(jié)爐爐溫升至150(TC?170(TC，保溫?zé)Y(jié)2h?5h，保溫?zé)Y(jié)過程中鑰壓坯(5)收縮并滑落至下段腔體(3)內(nèi)，保溫?zé)Y(jié)結(jié)束后自然降溫至燒結(jié)爐爐溫為1320°C?1450°C，再保溫?zé)Y(jié)Ih?2h，最后自然降溫至燒結(jié)爐爐溫為400°C以下出爐，得到表面覆著有銅的鑰銅合金坯料，除去表面覆著的銅，得到鑰銅合金坯料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)燒結(jié)制備鑰銅合金坯料的方法，其特征在于，步驟一中所述倒梯形為底角為15°?75°的等腰梯形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)燒結(jié)制備鑰銅合金坯料的方法，其特征在于，步驟三中除去表面覆著的銅后的鑰銅合金坯料中銅的質(zhì)量百分含量為5%?25%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種連續(xù)燒結(jié)制備鑰銅合金坯料的方法，其特征在于，步驟一中所述銅塊(4)的質(zhì)量為步驟三中除去表面覆著的銅后的鑰銅合金坯料中銅的理論質(zhì)量的1.25?1.45倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)燒結(jié)制備鑰銅合金坯料的方法，其特征在于，步驟二中所述鑰壓坯(5)的相對密度為50%?75%。
【文檔編號】C22C1/00GK104308151SQ201410604616
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】淡新國, 張騰, 李長亮, 任吉文, 姬毓, 林三元 申請人:西安瑞福萊鎢鉬有限公司