專(zhuān)利名稱(chēng):制備擴(kuò)散偶的模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種模具,尤其涉及一種制備擴(kuò)散偶的模具。
背景技術(shù):
Cu-ai擴(kuò)散偶的一般制造方法是熱壓,這種方法存在兩種常見(jiàn)的缺陷,一是在加熱過(guò)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(kuò)散,以至不能得到擴(kuò)散偶。其次,鋅的塑性很差,即使在加熱的狀態(tài)下,在壓縮過(guò)程中,也易產(chǎn)生開(kāi)裂。ZL200810069506. 2提供了一種采用粉末制備擴(kuò)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(kuò)散或化學(xué)反應(yīng)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(kuò)散偶。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種制備擴(kuò)散偶的模具,該模具用于擴(kuò)散偶制備過(guò)程中,既能大大減少金屬界面的氧化問(wèn)題,又能克服鋅在塑性變形時(shí)的開(kāi)裂問(wèn)題。一種制備擴(kuò)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(shí)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(shè)有模板通孔。頂桿包括桿端和桿部,桿端設(shè)于凹模通孔內(nèi),桿部穿設(shè)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(shí)用新型技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的有益效果本實(shí)用新型公開(kāi)的一種制備擴(kuò)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(wèn)題。迅速對(duì)液態(tài)金屬(如鋅)進(jìn)行加壓,使金屬凝固,在凝固的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了金屬的塑性變形,這種塑性變形方法,材料組織細(xì)小,變形抗力小,受力均勻,不會(huì)產(chǎn)生開(kāi)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(kuò)散,將兩種金屬很好的焊合在一起。當(dāng)兩種金屬為銅和鋅時(shí),金屬界面兩側(cè)的原子擴(kuò)散深度在50-100 μ m。若再對(duì)其進(jìn)行加熱保溫,擴(kuò)散層深度可達(dá)200-250 μ m。
圖1為本實(shí)用新型制備擴(kuò)散偶的模具結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案。如圖1所示,本實(shí)用新型制備擴(kuò)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(guò)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(shí)施例中,凹模3外壁向外側(cè)傾斜7°,同時(shí)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(shè)有模板通孔61,頂桿5包括頂出端51和桿部52,桿部52穿沒(méi)于模板通孔61,頂出端51與凹模通孔31配合。把本實(shí)用新型模具應(yīng)用于Cu-ai擴(kuò)散偶制備中,需對(duì)圖1所示的凹模3進(jìn)行預(yù)熱, 預(yù)熱溫度為200°C左右。預(yù)熱方法采用簡(jiǎn)單的熱傳導(dǎo)法,如將一個(gè)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(duì)銅樣的表面進(jìn)行打磨,使之呈現(xiàn)為無(wú)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(dòng)壓頭2向下運(yùn)動(dòng),對(duì)鋅液進(jìn)行加壓,并于IOOMpa壓力下,保壓60秒。驅(qū)動(dòng)壓頭2回程,在液壓機(jī)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(duì)Cu-Si合金進(jìn)行加熱,并于200°C溫度下,保溫2小時(shí),即得Cu-Si擴(kuò)散偶。經(jīng)測(cè)試,在壓制條件下,銅、鋅界面兩側(cè)的原子擴(kuò)散深度在50-100 μ m。若再對(duì)其進(jìn)行加熱保溫,擴(kuò)散層深度可達(dá)200-250 μ m。
權(quán)利要求1.一種制備擴(kuò)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(shè)有模板通孔;所述的頂桿包括桿端和桿部,桿端設(shè)于凹模通孔內(nèi),桿部穿設(shè)于模板通孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備擴(kuò)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(quán)利要求1所述的制備擴(kuò)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(shí)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(zhuān)利摘要一種制備擴(kuò)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(kāi)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(shè)有通孔,頂桿穿設(shè)于下模板通孔,并與凹模通孔配合。本實(shí)用新型模具制得的擴(kuò)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(kuò)散,將兩種金屬很好的焊合在一起。
文檔編號(hào)B22D19/16GK202015826SQ201020667239
公開(kāi)日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者王殿梁 申請(qǐng)人:嘉興學(xué)院