本發(fā)明專利技術(shù)提供一種新型鎢銅復(fù)合材料及其制備方法，具體地，該新型鎢銅復(fù)合材料由以下按重量份計的原料制成：60-68份鎢粉、28-32份銅粉、1-3份鎳粉、1-3份鈷粉、0.2-1份金屬氧化物、80-100份黏結(jié)劑；所述金屬氧化物至少為一種，所述金屬氧化物中的金屬為鋁、鈣、鉻、錳、鉬、鉭或錸。該新型鎢銅復(fù)合材料的致密性高、熱導(dǎo)率高、熱膨脹性小。該新型鎢銅復(fù)合材料的制備方法包括混煉、注射、脫脂、燒結(jié)和熱處理過程，該方法適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，制得的產(chǎn)品的致密性高、熱膨脹性小。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及。
技術(shù)介紹
鎢銅復(fù)合材料是以鎢、銅元素為主組成的一種兩相結(jié)構(gòu)假合金，是金屬基復(fù)合材 料。由于金屬銅和鎢物性差異較大，因此不能采用熔鑄法進(jìn)行生產(chǎn)，一般采用粉末合金技術(shù) 進(jìn)行生產(chǎn)。 粉末冶金法制備的鎢銅復(fù)合材料均勻性不好、存在較多閉空隙，致密度通常低于 98%，但通過添加少量鎳的活化燒結(jié)法、機(jī)械合金化法或者氧化物供還原法制備超細(xì)、納米 粉末能提高燒結(jié)活性，從而提高鎢銅、鉬銅合金的致密度。但鎳活化燒結(jié)會使材料的導(dǎo)電、 導(dǎo)熱性能顯著降低，機(jī)械合金化引入雜質(zhì)也會降低材料傳導(dǎo)性能；氧化物共還原法制備粉 末，工藝過程繁瑣，生產(chǎn)效率低下，難以批量生產(chǎn)。 粉末注射成形（PM)是一種迅速發(fā)展并很有前途的新的近凈成形工藝。它的最大 特點就是利用有機(jī)黏結(jié)劑的流動性和流變性，可以成形各種形狀復(fù)雜、尺寸精度高和性能 高的粉末冶金零部件。 關(guān)于鎢銅合金的制備方法，專利CN200610136919. 9公開了一種制備鎢銅合金的 方法，該方法先將銅粉和鎢粉進(jìn)行混合模壓成型后燒結(jié)，得到鎢銅合金骨架，再通過氧化鋁 填埋升溫滲銅，獲得高銅含量鎢銅合金。專利CN200910259935. 0公開了一種納米鎢銅稀 土復(fù)合粉的制備方法，該方法采用溶膠-噴霧干燥、高溫瞬間分解技術(shù)，且通過添加稀土元 素，細(xì)化晶粒，抑制晶粒長大。該方法以前驅(qū)體粉末的形式，先制備鎢銅氧化物復(fù)合粉末，再 經(jīng)還原得到納米鎢銅稀土復(fù)合粉。 通過粉末注射成形制鎢銅合金，適合大規(guī)模地合金的生產(chǎn)，具有較高的應(yīng)用前景。 但鎢和銅的相容性差，制得的復(fù)合材料容易出現(xiàn)致密性差、電導(dǎo)率或熱導(dǎo)率差的問題，制備 過程因熱傳遞不均勻或熱膨脹系數(shù)差異，也容易出現(xiàn)缺陷。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)的目的在于提供一種致密性高、熱導(dǎo)率高、熱膨 脹系數(shù)小的新型鎢銅復(fù)合材料。 為解決上述問題，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案如下： 一種新型鎢銅復(fù)合材料，由以下按重量份計的原料制成：60-68份鎢粉、28-32份 銅粉、1-3份鎳粉、1-3份鈷粉、0. 2-1份金屬氧化物、80-100份黏結(jié)劑； 所述金屬氧化物至少為一種，所述金屬氧化物的金屬為鋁、鈣、鉻、錳、鉬、鉭或錸。 作為優(yōu)選，所述金屬氧化物包括以重量百分比計的以下組分：20-30%的鋁的氧化 物、30-40 %的鉻的氧化物和補足至100 %鉬的氧化物。 作為優(yōu)選，所述金屬氧化物包括以重量百分比計的以下組分：20-30%的鋁的氧化 物、30-40 %的鈣的氧化物和補足至100 %鉬的氧化物。 作為優(yōu)選，所述黏結(jié)劑由以下組分按重量百分比組成：60-74%的低分子有機(jī)物、 25-39%的高分子骨架和補足至100%的耦合劑；所述低分子有機(jī)物為石蠟或油脂，所述高 分子骨架材料為EVA、HDPE、PB、PP或PS。 作為優(yōu)選，所述鎢粉、銅粉、鎳粉、鈷粉和金屬氧化物的粒徑均為2-8 μ m。 本專利技術(shù)的另一目的在于提供制備如權(quán)利要求1所述的新型鎢銅復(fù)合材料的方法， 包括以下步驟： 1)混煉：依次稱取鎢粉、銅粉、鎳粉、鈷粉、金屬氧化物和黏結(jié)劑，投料混煉得混喂 料； 2)注射：將混喂料制粒成粒徑為2-8 μ m的粉粒，經(jīng)粉末共注機(jī)注射成形； 3)脫脂：以0. 5-2mm/h的速度脫脂，去除黏結(jié)劑； 4)燒結(jié)：在 1048-1073°C燒結(jié) 60-90min ; 5)熱處理：采用40-50°C /min的速度冷卻至950°C，進(jìn)行淬火、快冷、氣氛脫氫處 理、表面硬化處理。 作為優(yōu)選，所述粉末共注機(jī)設(shè)有料管和連接料管的射嘴，所述料管包括一用于成 形零件心部的中心料管和一用于成形零件表面的外部料管。 相比現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)的有益效果在于： 1.本專利技術(shù)提供的新型鎢銅復(fù)合材料是由鎢銅添加鎳、鈷和金屬氧化物制成的，該 金屬氧化物能有效活化鎢和銅，減少鎢和銅的界面能級差異，該新型鎢銅復(fù)合材料的致密 性高、熱導(dǎo)率高、熱膨脹性小； 2.本專利技術(shù)提供的該金屬氧化物能有效增加鎢銅合金的耐腐蝕性和導(dǎo)電性； 3.本專利技術(shù)提供了該新型鎢銅復(fù)合材料的制備方法，采用粉末注射成型的方式，將 鎢粉、銅粉、鎳粉、鈷粉以及金屬氧化物和黏結(jié)劑混煉，各組分之間相容性提高，鎳粉、鈷粉 以及金屬氧化物起到較好的活化和催化的作用，減少了鎢銅之間的界面能級差異，加速了 電子的轉(zhuǎn)移，從而使形成致密、熱導(dǎo)率高、熱膨脹系數(shù)小的鎢銅合金。 下面結(jié)合【具體實施方式】對本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。【具體實施方式】 本專利技術(shù)提供一種新型鎢銅復(fù)合材料，由以下按重量份計的原料制成：60-68份鎢 粉、28-32份銅粉、1-3份鎳粉、1-3份鈷粉、1-2份金屬氧化物、80-100份黏結(jié)劑； 所述金屬氧化物至少為一種，所述金屬氧化物的金屬為鋁、鈣、鉻、錳、鉬、鉭或錸。 以下實施例中，使用的原料粉粒均為2-8 μ m。 制備上述新型鎢銅復(fù)合材料的方法，包括以下步驟： 1)混煉：依次稱取鎢粉、銅粉、鎳粉、鈷粉、金屬氧化物和黏結(jié)劑，投料混煉得混喂 料； 混喂料的流變性是一個很重要的物理性質(zhì)，注射過程中物料的流動狀態(tài)對模腔填 充過程及制品質(zhì)量的影響有著十分重要的意義。黏度是流變性的一個很重要的方面，它是 喂料流變性和成形性好壞的重要指標(biāo)，黏度適宜有利于避免兩相分離及噴射缺陷，有利于 注射成形； 2)注射：將混喂料制粒成粒徑為2-8 μ m的粉粒，經(jīng)粉末共注機(jī)注射成形； 注射過程中可能造成產(chǎn)品的缺陷，如裂紋、孔隙、焊縫、分層、粉末與黏結(jié)劑分離等 問題； 3)脫脂：以0. 5_2mm/h的速度脫脂，去除黏結(jié)劑； 脫脂的主要是為了脫除有機(jī)黏結(jié)劑，以減少后期燒結(jié)過程中產(chǎn)生缺陷；脫脂的方 式主要為熱脫脂和催化脫脂兩種，熱脫脂相對較慢，適合小零件的脫脂，而催化脫脂相對較 快，為l-2mm/h，可生產(chǎn)厚度<40mm的零件； 4)燒結(jié)：在 1048-1073°C燒結(jié) 60-90min ; 脫脂后毛胚的強(qiáng)度極低，因此，在燒結(jié)過程中收縮很大，易于發(fā)生坍塌，變形和彎 曲。燒結(jié)溫度的高低對合金的性能有很大影響，在l〇48°C -1073°C燒結(jié)，燒結(jié)密度達(dá)到理論 燒結(jié)密度。燒結(jié)時間對合金的性能也有一定影響，一般最佳保溫時間為60-90min，當(dāng)超過 120min時，性能明顯下降； 5)熱處理：采用40-50°C /min的速度冷卻至950°C，進(jìn)行淬火、快冷、氣氛脫氫處 理、表面硬化處理； 熱處理能有效地提高燒結(jié)態(tài)合金的性能。 實施例1 : 一種新型鎢銅復(fù)合材料，由以下按重量份計的原料制成：65份鎢粉、30份銅粉、2 份鎳粉、2份鈷粉、1份金屬氧化物、100份黏結(jié)劑； 所述金屬氧化物由20wt%的Al203、40wt%的Ca0、40wt%的此0 3組成，所述黏結(jié)劑 由70wt%的石賭、10wt%的EVA、15wt%的HDF1E和5wt%的硬醋酸組成。 制備該新型鎢銅復(fù)合材料的方法，包括以下步驟： 1)混煉：依次稱取鎢粉、銅粉、鎳粉、鈷粉、金屬氧化物和黏結(jié)劑，投料混煉得混喂 料； 2)注射：將混喂料制粒成粒徑為5 μπι以下的粉粒，經(jīng)粉末共注機(jī)注射成形；粉末 共注機(jī)設(shè)有料管和連接料管的射嘴，所述料管包括一用于成形零件心部的中心料管和一用 于成形零件表面的外部料管；采用此方式注射，有效地減少了零件表面和內(nèi)部的熱脹差異， 從而形成致密性的復(fù)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種新型鎢銅復(fù)合材料，其特征在于，由以下按重量份計的原料制成：60?68份鎢粉、28?32份銅粉、1?3份鎳粉、1?3份鈷粉、0.2?1份金屬氧化物、80?100份黏結(jié)劑；所述金屬氧化物至少為一種，所述金屬氧化物的金屬為鋁、鈣、鉻、錳、鉬、鉭或錸。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：曾偉，
申請(專利權(quán))人：曾偉，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東;44
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