鎢銅合金的生產工藝

【中鎢在線新聞網-鎢新聞】

1、鎢銅熔滲法

熔滲法是將鎢粉壓制成坯塊，在一定溫度下預燒制備成具有一定密度和強度的多孔鎢基體骨架，然后將熔點較低的金屬銅熔化滲入到鎢骨架中，從而得到較致密鎢銅材料的方法。其機理主要是當金屬液相潤濕多孔基體時，金屬液在毛細管力作用下沿顆粒間隙流動填充多孔鎢骨架孔隙，從而獲得較致密的材料。采用該方法可以 改善鎢銅材料的韌性。采用熔滲法所制備的高致密度鎢銅復合材料，其導熱和導電性能良好，但因鎢骨架很難做到孔隙全部連通及大小一致，且熔滲后的產品也很難 保證銅分布的均勻性，從而勢必影響到材料性能。隨著粉末增塑近凈成形技術的發展和現代科學技術對零部件形狀復雜程度要求的提高，鎢骨架的制備已由單一的傳 統粉末冶金模壓成形向擠壓成形和注射成形方向發展。如美國的RMGerman等人采用注射成形技術制備鎢骨架，獲得了較好的效果，他們將預先制備的鎢骨架 經900℃預燒，在1500℃熔滲9O～120min，所獲得的合金性能優良。由于該方法所制備鎢銅復合材料的性能優良，因此應用最為廣泛。然而，采用該 方法也有很大的不足，具體表現在熔滲后需要進行機加工以去除多余的金屬銅，增加了后序機加工費用，降低了成品率，而且也不利于在形狀復雜零部件中采用。

2、鎢銅高溫液相燒結

高溫液相燒結是將鎢粉和銅粉按一定比例混合、壓制、液相燒結而制得鎢銅復合材料的工藝方法。傳統作法通常在高于銅熔點300℃以上進行高溫液相燒結使其 致密化，特點是生產工序簡單，但存在燒結溫度高，燒結時間長、銅大量揮發、燒結性能較差、燒結密度較低(只為理論密度的90～95)等缺點，不能滿足使用 要求。因此，為了提高材料密度，在液相燒結之后需增加相關后處理工序如復壓、熱壓、熱煅等，然而卻增加了工藝的復雜性，應用受到限制。 AKBhallal8等人采用爆炸壓實法制備的鎢銅材料，具有較好高溫液相燒結效果。另外，在高溫液相燒結過程中發現，鎢、銅粉末的粒度大小也影響鎢銅復 合材料的燒結致密度，粉末越細，獲得的燒結致密度越高。

3、鎢銅粉末的超細/納米化及一步燒結近全致密法

超細/納米粉末具有一系列優良的特點：如粉末的晶粒細小，比表面積大，粉末之間的接觸界面大，表面活性大，燒結驅動力大，在不需要添加任何活化劑的情況 下，燒結溫度低、致密化快，而且致密度高，性能好。因此用超細粉末制備的鎢銅復合材料具有非常高的致密度、高的導熱導電性能、非常細小且均勻的顯微組織結 構，具有傳統常規方法所制備鎢銅復合材料無可比擬的優點。超細/納米鎢銅復合粉末的制備方法有多種，如機械合金化(MA)，溶膠一凝膠法(Sol— Ge1)，機械一熱化學工藝合成法(Mechano—ThermochemicalProcess)等。

4、鎢銅活化液相燒結

活化液相燒結是采用在鎢銅材料中加入微量(0.1～0.5)Pd、Ni、Co、Fe等第三種金屬元素的方法，促使不溶解于銅的鎢相溶解于銅相中，而在液 相燒結過程中形成含有這些金屬元素的7相。與高溫液相燒結法相比，該方法不僅降低了燒結溫度，縮短了燒結時間，而且燒結致密度大大提高。 JLJohnsonl1等人研究了采用過渡族元素Pd、Ni、Co、Fe對鎢銅材料燒結的活化效果。研究表明Co、Fe的活化效果最好，可明顯提高鎢銅材 料的致密度，Ni、Pd在W—Cu中的活化效果不明顯，比其在純鎢粉中的活化效果要差，其原因為Ni、Pd與Cu形成無限固溶體，不能起到活化效果，而 Co、Fe與Cu只形成有限固溶體，在燒結過程中微量元素形成的第二相會在晶界中析出，并形成金屬間化合物，促使鎢的致密化。JLJohnson和 RMGerman等人對W—lOCu系的研究還表明，當Co含量為0.35時，于1300℃燒結1h后的材料性能很好。活化強化液相燒結可使鎢銅材料獲得 較高的相對密度、硬度、抗彎強度等性能。但值得注意的是，活化劑的加入會影響高導電相銅的導電和導熱性能，從而顯著降低了材料的導熱導電性能，這對要求高 導電導熱性的微電子材料來說是不利的。因此該方法所制備的材料只適用于導電、導熱性能要求不高的場合。

鎢銅合金牌號大家都了解了，我們來說下鎢銅合金的辨別方法：如果知道鎢銅含量，可以根據密度計算，這是比較粗略的識別。最科學的驗證是去做X射線衍射分析，能精確的看出物質中所含元素。

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