專利名稱：鉬銅合金薄板的冷軋方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鉬銅合金薄板的冷軋方法。
背景技術：
鉬銅合金材料是由一定百分比含量的鉬和銅組成的一種復合材料，既具有鉬的高 強度、高硬度、低膨脹系數等特性，同時又具有銅的高塑性、良好的導電和導熱性等特性；因 此，在大規(guī)模集成電路和大功率微波器件中鉬銅合金材料作為基片、嵌塊、連接件和散熱元 件得到迅速發(fā)展。但是，經由燒結工藝得到的鉬銅材料一般難以達到99. 5%以上的相對密 度，其力學性能和物理性能較低限制了合金材料的使用；并且，沒有經過冷加工的鉬銅合金 材料產品也存在著平整度不好、表面光潔度不高的問題，因此，鉬銅材料需要冷軋工藝來改 善其性能。現有的鉬銅合金材料加工的主要技術包括以下幾種(1)熱煅+冷鍛處理法；該方法利用鍛壓機械對鉬銅合金坯料施加壓力，加工溫度 高于銅的再結晶溫度使其產生塑性變形以獲得高密度合金材料，然后按照要求再經過常溫 鍛壓得到所需規(guī)格材料。(2)熱壓+復壓精整處理法；該方法在鉬銅合金燒結同時施加單向壓力，得到相對 密度較高的合金，之后為了達到所需尺寸，再對燒結合金材料進行復壓。(3)熱軋+復壓精整處理法；該方法通過在高于銅的再結晶溫度時，對鉬銅燒結合 金在熱軋機上進行軋制來提高合金的密度，然后再根據要求尺寸對鉬銅合金進行復壓。然而，仔細分析上述處理方法技術可知，現有鉬銅合金的加工處理方法均存在一 系列問題，首先涉及的問題就是生產周期過長，一般有2 3道生產工序，以生產厚度為Imm 以下的鉬銅合金薄板為例，其生產周期至少在2 5天以上；二是能耗高熱鍛、熱軋、退火 等工序須采用大功率的高溫加熱爐，能耗較高；并且現有技術方法的成品率低，在高溫加工 時極易產生開裂報廢；另外，現有技術方法的使用設備投資大，種類和數量較多，而且多數 為大功率和大噸位的加工設備，需要較大的加工場地。分析上述現有各技術方法存在以上諸多缺陷的主要原因在于鉬銅合金中雖然銅 相具有良好的塑性，但鉬在100°c以下時脆性很大，因而通常采用熱加工來完成鉬銅材料 的大變形，然而熱加工的應用會增加能耗，降低生產效率；并且鉬銅兩相的力學性能相差懸 殊，鉬銅材料承受小變形量的加工時，軟的銅相先變形，當變形量達到一定數值時，鉬顆粒 才參與變形，現有這種變形方式容易引起鉬銅界面處的斷裂，進而引起材料的失效；另外一點還在于，當鉬銅合金用作電子封裝材料時，要求材料的厚度較薄，而現有 燒結所得合金板坯一般較厚，在制備板坯的燒結過程中其坯料內部雜質元素難以通過揮發(fā) 和氫氣還原徹底去除，導致其塑性較差，而且較厚的板坯需要較多的熱加工工序來達到所 需厚度，這樣也使得板坯在加工過程中易產生加工硬化并導致材料開裂。因此，如何采用適當的方法使鉬銅合金避開熱加工工序，并且能夠直接通過冷加 工得到所需厚度是克服現有技術缺陷的關鍵，也是本領域技術人員亟待解決的技術問題之O

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是克服了現有技術中鉬銅合金薄板生產周期過長，一 般有2 3道生產工序，能耗高，成品率低，在高溫加工時極易產生開裂報廢，并且使用設 備投資大，種類和數量較多，多數為大功率和大噸位的加工設備，需要較大的加工場地等缺 陷；提供了一種鉬銅合金薄板的冷軋方法。該方法能顯著提高鉬銅合金的冷加工塑性、連續(xù) 生產周期短、能耗低、生產效率高、設備投資小、占用場地小，適用于大規(guī)模工業(yè)化生產。本發(fā)明的鉬銅合金薄板的冷軋方法，其包括如下步驟將0. 6mm 2. 5mm厚度的鉬 銅合金薄板進行多道次冷軋加工，得到0. 05mm 1. 4mm厚度的鉬銅合金薄板即可；其中，所 述的多道次冷軋加工道次壓下量為0. Olmm 0. 8mm ；軋制壓力為0. IMPa IOOMPa ；軋制速 度為 0. lm/s lm/s。本發(fā)明中，所述的多道次沒有特別的限定，本領域技術人員應該知道并可以根據 鉬銅合金薄板目標厚度、以及實際選用的具體工藝參數等條件按照本領域常規(guī)方式確定軋 制的具體道次，軋制道次一般為幾到幾十道次，在某些極端條件下，可能會達到上百道次， 實現本發(fā)明的最終目的。本發(fā)明中，所述的多道次冷軋加工使用的設備為本領域常規(guī)設備，一般為板材軋 機。本發(fā)明中，所述的0. 6mm 2. 5mm厚度的鉬銅合金薄板，由下述方法制得在氫氣 保護氣氛中，將0. 2mm 3. Omm厚度的鉬銅合金生板坯進行液相燒結即可；其中，所述的液 相燒結的條件中燒結溫度為1320°C 1450°C ；保溫時間為1 5小時。本發(fā)明中，所述的0. 2mm 3. Omm厚度的鉬銅合金生板坯可按照本領域常規(guī)方法 制備，一般為模壓或冷等靜壓等方法，也市售可得。其中，所述的鉬銅合金生板坯中金屬 鉬和金屬銅的含量為本領域常規(guī)鉬銅合金材料中各成分的含量，一般鉬含量為50wt% 95wt% ；銅含量為5wt% 50wt%。本發(fā)明所涉及的燒結方法不依賴粉末造粒和生坯制備 的技術，可以獨立成立。本發(fā)明中，所述的液相燒結的燒結溫度為1320°C 1450°C，在此溫度條件下有利 于減小鉬銅兩相間的潤濕角，增加銅的流動性，從而提高燒結致密度。本發(fā)明中，所述的液相燒結的保溫時間為1 5小時，這樣的保溫時間不僅能使銅 相充分地填充在鉬顆粒之間，減小、消除孔洞；而且不會因為保溫時間過長而使銅鉬向下表 面富集、下沉。本發(fā)明特別優(yōu)選的燒結方法充分發(fā)揮了顆粒重排和固相長大機制對燒結體致密 化的貢獻，在本發(fā)明的特別優(yōu)選燒結條件下，鉬銅合金薄板生坯逐步通過高溫區(qū)域，液相逐 步生成又逐步結晶，改善了鉬銅合金板坯的成分均勻性、提高了潔凈度和加工塑性。本發(fā)明的鉬銅合金薄板的燒結方法一較佳實例，其包括如下步驟在氫氣保護氣 氛中，將Imm 2mm厚度的鉬銅合金生板坯進行液相燒結即可；其中，所述的液相燒結的條 件中燒結溫度為1320°C 1370°C ；保溫時間為2 4. 5小時。本發(fā)明的鉬銅合金薄板的燒結方法又一較佳實例，其包括如下步驟在氫氣保護 氣氛中，將0. 2mm Imm厚度的鉬銅合金生板坯進行液相燒結即可；其中，所述的液相燒結的條件中燒結溫度為1320°C 1370°C ；保溫時間為1 3. 5小時。本發(fā)明的鉬銅合金薄板的燒結方法另一較佳實例，其包括如下步驟在氫氣保護 氣氛中，將Imm 1.8mm厚度的鉬銅合金生板坯進行液相燒結即可；其中，所述的液相燒結 的條件中燒結溫度為1340°C 1440°C ；保溫時間為2 4. 5小時。本發(fā)明的鉬銅合金薄板的燒結方法再一較佳實例，其包括如下步驟在氫氣保護 氣氛中，將2mm 3mm厚度的鉬銅合金生板坯進行液相燒結即可；其中，所述的液相燒結的 條件中燒結溫度為1350°C 1450°C ；保溫時間為2 4. 5小時。在符合本領域常識的基礎上，本發(fā)明中上述的各技術特征的優(yōu)選條件可以任意組 合制得本發(fā)明中所要求具體厚度的鉬銅合金薄板。本發(fā)明特別設計的鉬銅合金薄板冷軋 方法涉及的鉬銅合金薄板塑性較好，可以直 接進行冷加工；同時燒結板坯較薄，鉬銅合金內部比較容易被材料表面應力帶動而提高密 度，降低表面硬化壓力，從而進一步提高冷加工塑性，而且特別設計的軋制工藝在軋制過程 中變形量小，有利于精確控制板坯的厚度，減小板差，并能制得致密的鉬銅合金薄板。本發(fā)明的鉬銅合金薄板的冷軋方法一較佳實例，其包括如下步驟將1. Omm 1. 5mm厚度的鉬銅合金薄板進行多道次冷軋加工，得到0. 05mm 0. 8mm厚的鉬銅合金薄板 即可；其中，所述的多道次冷軋加工道次壓下量為0. Olmm 0. 3mm ；軋制壓力為0. IMPa 80MPa ；軋制速度為0. lm/s lm/s。本發(fā)明的鉬銅合金薄板的冷軋方法又一較佳實例，其包括如下步驟將0. 6mm
0.9mm厚度的鉬銅合金薄板進行多道次冷軋加工，得到0. 05mm 0. 45mm厚的鉬銅合金薄板 即可；其中，所述的多道次冷軋加工道次壓下量為0. Olmm 0. 2mm ；軋制壓力為0. IMPa 70MPa ；軋制速度為0. lm/s lm/s。本發(fā)明的鉬銅合金薄板的冷軋方法再一較佳實例，其包括如下步驟將1. 6mm
1.9mm厚度的鉬銅合金薄板進行多道次冷軋加工，得到0. 18mm Imm厚的鉬銅合金薄板 即可；其中，所述的多道次冷軋加工道次壓下量為0. Olmm 0. 4mm ；軋制壓力為0. IMPa 90MPa ；軋制速度為0. lm/s lm/s。本發(fā)明的鉬銅合金薄板的冷軋方法再一較佳實例，其包括如下步驟將2. Omm
2.4mm厚度的鉬銅合金薄板進行多道次冷軋加工，得到0. 28mm 1. 4mm厚的鉬銅合金薄板 即可；其中，所述的多道次冷軋加工道次壓下量為0. Olmm 0. 5mm ；軋制壓力為0. IMPa 95MPa ；軋制速度為0. lm/s lm/s。本發(fā)明中，所述的鉬銅合金薄板在本發(fā)明冷軋方法處理之后，一般都按照本領域 常規(guī)方法對合金薄板進行退火處理工序。本發(fā)明所用試劑和原料均市售可得。在符合本領域常識的基礎上，本發(fā)明中上述的各技術特征的優(yōu)選條件可以任意組 合得到較佳實例。本發(fā)明的積極進步效果在于本發(fā)明提供了一種鉬銅合金薄板的冷軋方法。該方 法對鉬銅合金薄板直接進行多道次冷軋加工，冷加工塑性高；生產周期短，以生產厚度為 0. 5mm以下的薄板為例，能在1天內完成；并且該方法可根據成品要求，靈活調整燒結合金 尺寸，消除熱加工時因塑性變形不協(xié)調而導致界面開裂的缺陷，以生產0. 5mm厚度的鉬銅 合金薄板為例，其綜合成品率可達95%以上；并且該方法使用的生產設備投資小、占用場地小，特別適用于工業(yè)化生產。另外，本發(fā)明制得的鉬銅合金薄板質量優(yōu)異，產品密度高，鉬 銅板材的綜合機械性能、平整度和表面光潔度得到提高，并且導電和導熱性能很好。
具體實施方式
下面通過實施例的方式進一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實 施例范圍之中。下述實施例中產品的相對密度測量依據GB3580-83所規(guī)定方法測定。實施例1一種鉬銅合金薄板的冷軋方法，其包括如下步驟將1.0mm厚度的鉬銅合金薄板 進行20 25道次冷軋加工，得到0. 05mm厚度的鉬銅合金薄板即可；其中，所述的多道次冷 軋加工道次壓下量為0. Olmm ；軋制壓力為65MPa ；軋制速度為0. 8m/s。其中，所述的1.0mm厚度的鉬銅合金薄板由下述方法制得成分百分比為鉬 75wt%,銅25wt%的1. 3mm厚度的鉬銅合金薄板坯(市售可得，下同)，在氫氣保護氣氛下， 進行液相燒結；燒結溫度為1320°C，燒結時間為4小時。經計算，本實施例中制備產品的相對密度達到99. 5%，一次成品率達到98%，生 產周期均為1天。實施例2一種鉬銅合金薄板的冷軋方法，其包括如下步驟將0. 6mm厚度的鉬銅合金薄板 進行8 12道次冷軋加工，得到0. 25mm厚的鉬銅合金薄板即可；其中，所述的多道次冷軋 加工道次壓下量為0. 05mm ；軋制壓力為55MPa ；軋制速度為0. 6m/s。其中，所述的0.6mm厚度的鉬銅合金薄板由下述方法制得成分百分比鉬80wt%， 銅20襯％的0. 75mm厚度的鉬銅合金薄板坯，在氫氣保護氣氛下，進行液相燒結；燒結溫度 為1400°C，燒結時間為3. 5小時。經計算，本實施例中制備產品的相對密度達到99. 5%，一次成品率達到97%，生 產周期均為1天。實施例3一種鉬銅合金薄板的冷軋方法，其包括如下步驟將1.6mm厚度的鉬銅合金薄板 進行6 10道次冷軋加工，得到Imm厚的鉬銅合金薄板即可；其中，所述的多道次冷軋加工 道次壓下量為0. 3mm ；軋制壓力為75MPa ；軋制速度為0. 8m/s。其中，所述的1.6mm厚度的鉬銅合金薄板由下述方法制得成分百分比鉬80wt%， 銅20wt %的2. Omm厚度的鉬銅合金薄板坯，在氫氣保護氣氛下，進行液相燒結；燒結溫度為 1380°C，燒結時間為3小時。經計算，本實施例中制備產品的相對密度達到99. 5%，一次成品率達到98%，生 產周期均為1天。實施例4一種鉬銅合金薄板的冷軋方法，其包括如下步驟將2. 4mm厚度的鉬銅合金薄板 進行8 14道次冷軋加工，得到1. 4mm厚的鉬銅合金薄板即可；其中，所述的多道次冷軋加 工道次壓下量為0. 5mm ；軋制壓力為IOOMPa ；軋制速度為lm/s。其中，所述的2. 4mm厚度的鉬銅合金薄板由下述方法制得成分百分比鉬80wt%，銅20wt %的3. Omm厚度的鉬銅合金薄板坯，在氫氣保護氣氛下，進行液相燒結；燒結溫度為 1410°C，燒結時間為3小時。經計算，本實施例中制備產品的相對密度達到99. 5%，一次成品率達到98%，生 產周期均為1天。實施例5一種鉬銅合金薄板的冷軋方法，其包括如下步驟將0.6mm厚度的鉬銅合金薄板 進行65 80道次冷軋加工，得到0. 05mm厚的鉬銅合金薄板即可；其中，所述的多道次冷軋 加工道次壓下量為0. Olmm ；軋制壓力為0. IMPa ；軋制速度為lm/s。其中，所述的鉬銅合金薄板按實施例1所述方法制備得到。經計算，本實施例中制備產品的相對密度達到99. 8%，一次成品率達到90%，生 產周期均為1天。實施例6一種鉬銅合金薄板的冷軋方法，其包括如下步驟將2. 5mm厚度的鉬銅合金薄板 進行6 10道次冷軋加工，得到1. 4mm厚的鉬銅合金薄板即可；其中，所述的多道次冷軋加 工道次壓下量為0. 8mm ；軋制壓力為IOOMPa ；軋制速度為0. lm/s。其中，所述的鉬銅合金薄板按實施例1所述方法制備得到。經計算，本實施例中制備產品的相對密度達到99. 5%，一次成品率達到96%，生 產周期均為0.5天。實施例7一種鉬銅合金薄板的冷軋方法，其包括如下步驟將2. Omm厚度的鉬銅合金薄板 進行10 15道次冷軋加工，得到0. 28mm厚的鉬銅合金薄板即可；其中，所述的多道次冷軋 加工道次壓下量為0. 5mm ；軋制壓力為95MPa ；軋制速度為0. lm/s。其中，所述的鉬銅合金薄板按實施例1所述方法制備得到。經計算，本實施例中制備產品的相對密度達到99. 5%，一次成品率達到95%，生 產周期均為1天。實施例8一種鉬銅合金薄板的冷軋方法，其包括如下步驟將2. 4mm厚度的鉬銅合金薄板 進行9 12道次冷軋加工，得到1. 3mm厚的鉬銅合金薄板即可；其中，所述的多道次冷軋加 工道次壓下量為0. 4mm ；軋制壓力為85MPa ；軋制速度為0. 3m/s。其中，所述的鉬銅合金薄板按實施例1所述方法制備得到。經計算，本實施例中制備產品的相對密度達到99. 6%，一次成品率達到95%，生 產周期均為1天。實施例9一種鉬銅合金薄板的冷軋方法，其包括如下步驟將1. 9mm厚度的鉬銅合金薄板 進行5 8道次冷軋加工，得到Imm厚的鉬銅合金薄板即可；其中，所述的多道次冷軋加工 道次壓下量為0. 4mm ；軋制壓力為90MPa ；軋制速度為0. 5m/s。
其中，所述的鉬銅合金薄板按實施例1所述方法制備得到。經計算，本實施例中制備產品的相對密度達到99. 5%，一次成品率達到96%，生 產周期均為1天。
實施例10一種鉬銅合金薄板的冷軋方法，其包括如下步驟將1.6mm厚度的鉬銅合金薄板 進行12 16道次冷軋加工，得到0. 18mm厚的鉬銅合金薄板即可；其中，所述的多道次冷軋 加工道次壓下量為0. 35mm ；軋制壓力為80MPa ；軋制速度為0. 5m/s。其中，所述的鉬銅合金薄板按實施例1所述方法制備得到。經計算，本實施例中制備產品的相對密度達到99. 6%，一次成品率達到80%，生產周期均為1天。實施例11一種鉬銅合金薄板的冷軋方法，其包括如下步驟將1. 5mm厚度的鉬銅合金薄板 進行12 16道次冷軋加工，得到0. 8mm厚的鉬銅合金薄板即可；其中，所述的多道次冷軋 加工道次壓下量為0. 3mm ；軋制壓力為80MPa ；軋制速度為0. 8m/s。其中，所述的鉬銅合金薄板按實施例1所述方法制備得到。經計算，本實施例中制備產品的相對密度達到99. 7%，一次成品率達到95%，生 產周期均為1天。實施例12一種鉬銅合金薄板的冷軋方法，其包括如下步驟將1.0mm厚度的鉬銅合金薄板 進行9 12道次冷軋加工，得到0. 3mm厚的鉬銅合金薄板即可；其中，所述的多道次冷軋加 工道次壓下量為0. 2mm ；軋制壓力為80MPa ；軋制速度為0. 8m/s。其中，所述的鉬銅合金薄板按實施例1所述方法制備得到。經計算，本實施例中制備產品的相對密度達到99. 6%，一次成品率達到93%，生 產周期均為1天。實施例13一種鉬銅合金薄板的冷軋方法，其包括如下步驟將0. 9mm厚度的鉬銅合金薄板 進行10 13道次冷軋加工，得到0. 45mm厚的鉬銅合金薄板即可；其中，所述的多道次冷軋 加工道次壓下量為0. 2mm ；軋制壓力為70MPa ；軋制速度為0. 8m/s。其中，所述的鉬銅合金薄板按實施例1所述方法制備得到。經計算，本實施例中制備產品的相對密度達到99. 6%，一次成品率達到95%，生 產周期均為1天。
權利要求
一種鉬銅合金薄板的冷軋方法，其包括如下步驟將0.6mm～2.5mm厚度的鉬銅合金薄板進行多道次冷軋加工，得到0.05mm～1.4mm厚度的鉬銅合金薄板即可；其中，所述的多道次冷軋加工道次壓下量為0.01mm～0.8mm；軋制壓力為0.1MPa～100MPa；軋制速度為0.1m/s～1m/s。
2.如權利要求1所述的鉬銅合金薄板冷軋方法，其特征在于其包括如下步驟將1.Omm 1. 5mm厚度的鉬銅合金薄板進行多道次冷軋加工，得到0. 05mm 0. 8mm厚的鉬銅 合金薄板即可；其中，所述的多道次冷軋加工道次壓下量為0. Olmm 0. 3mm ；軋制壓力為 0. IMPa 80MPa ；軋制速度為 0. lm/s lm/s。
3.如權利要求1所述的鉬銅合金薄板冷軋方法，其特征在于其包括如下步驟將 0. 6mm 0. 9mm厚度的鉬銅合金薄板進行多道次冷軋加工，得到0. 05mm 0. 45mm厚的鉬 銅合金薄板即可；其中，所述的多道次冷軋加工道次壓下量為0. Olmm 0. 2mm ；軋制壓力為0.IMPa 70MPa ；軋制速度為 0. lm/s lm/s。
4.如權利要求1所述的鉬銅合金薄板冷軋方法，其特征在于其包括如下步驟將1.6mm 1. 9mm厚度的鉬銅合金薄板進行多道次冷軋加工，得到0. 18mm Imm厚的鉬銅 合金薄板即可；其中，所述的多道次冷軋加工道次壓下量為0. Olmm 0. 4mm ；軋制壓力為 0. IMPa 90MPa ；軋制速度為 0. lm/s lm/s。
5.如權利要求1所述的鉬銅合金薄板冷軋方法，其特征在于其包括如下步驟將，2.Omm 2. 4mm厚度的鉬銅合金薄板進行多道次冷軋加工，得到0. 28mm 1. 4mm厚的鉬銅 合金薄板即可；其中，所述的多道次冷軋加工道次壓下量為0. Olmm 0. 5mm ；軋制壓力為 0. IMPa 95MPa ；軋制速度為 0. lm/s lm/s。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鉬銅合金薄板的冷軋方法。該方法包括如下步驟將0.6mm～2.5mm厚度的鉬銅合金薄板進行多道次冷軋加工，得到0.05mm～1.4mm厚度的鉬銅合金薄板即可；其中，所述的多道次冷軋加工道次壓下量為0.01mm～0.8mm；軋制壓力為0.1MPa～100MPa；軋制速度為0.1m/s～1m/s。該方法能顯著提高鉬銅合金的冷加工塑性、連續(xù)生產周期短、能耗低、生產效率高、設備投資小、占用場地小，適用于大規(guī)模工業(yè)化生產。
文檔編號B21B1/22GK101862752SQ201010177490
公開日2010年10月20日 申請日期2010年5月18日 優(yōu)先權日2010年5月18日
發(fā)明者朱玉斌, 李建 申請人:上海六晶金屬科技有限公司