制造钨铬－铜复合材料的烧结熔渗法

摘要

一种制造钨铬－铜复合材料的烧结熔渗法，钨铬－铜复合材料按重量百分比由以下组分组成：钨32％～50％，铬11％～23％，铜27％～57％，各组分的重量之和为100％，该方法包括以下步骤：先将钨粉和铬粉混合、制粒、压制成坯料，再经烧结溶渗铜液，经均匀化处理和时效处理后制得。该制造方法，工艺易于控制，所制得的钨铬－铜复合材料组织与性能稳定，密度高，含氧量低，硬度适中，导电度高，具有优良的机电综合性能。

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造钨铬-铜复合材料的方法，尤其涉及一种制造钨铬-铜复合材料的烧结熔渗方法。

背景技术

目前制造钨铬-铜复合材料的方法是粉末冶金法，在这种方法中，铬粉的还原温度低，还原不充分，导致材料含氧量高，用这种方法制造的钨铬-铜复合材料，密度低，材料中孔隙多，影响材料的硬度和导电率。

发明内容

为了解决粉末冶金法制造的钨铬-铜复合材料密度低，含氧量高的缺点，本发明的目的在于提供一种制造钨铬-铜复合材料的烧结熔渗法，用这种方法制造的钨铬-铜复合材料，组织均匀，性能优良，制造工艺易于控制。

本发明所采用的技术方案是：钨铬-铜复合材料按重量百分比由以下组分组成：钨32％～50％，铬11％～23％，铜27％～57％，各组分的重量之和为100％，该方法包括以下步骤：

(1)按重量百分比取钨粉32％～50％，粒径4～10μm，铬粉11％～23％，粒径45～100μm，在混料机内混粉2～3.5小时，使其均匀；

(2)用6％～10％的酒精石蜡溶液将均匀的粉料制成1～2毫米的粉粒；

(3)将制粒后的粉料进行200～1000mpa的模压或冷等静压，制成毛坯；

(4)将压制好的坯料置入烧结炉内，在还原性气氛下升温至600℃～980℃，还原40～90分钟；

(5)抽真空使真空度达到10^-2～10^-3Pa后，继续升温至1200℃～1300℃，按重量百分比在坩埚内加入27％～57％的铜液，还原烧结熔渗铜1.5～2.5小时；

(6)冷却至200℃～250℃，将烧制好的坯料出炉；

(7)对上述坯料在950℃～1060℃下均匀化处理40～120分钟；

(8)再在450℃～650℃下时效处理2～3小时。

其中，混料机转速为45～60转/分，在还原性气氛下升温至600℃～980℃所需的升温速度为18～22℃/分，继续升温至1200℃～1300℃所需的升温速度12～16℃/分。

本发明的有益效果是：本发明的钨铬-铜复合材料的烧结熔渗方法，工艺易于控制，材料组织与性能稳定，密度高，含氧量低，硬度适中，导电度高，具有优良的机电综合性能。

附图说明

图1是本发明的方法得到的钨+铬+铬钨固溶体+铜的金相组织图；

图2是本发明的方法得到的钨+铬+铬钨固溶体+铜的金相组织图；

图3是本发明的方法得到的钨+铬+铬钨固溶体+铜的金相组织图；

图4是本发明的方法得到的钨+钨铬固溶体+铜的金相组织图；

图5是本发明的方法得到的钨+钨铬固溶体+铜的金相组织图。

具体实施方式

以下通过实例对本发明作详细说明。

实施例1

(1)按重量百分比取钨粉50％，粒径4～10μm，铬粉11％，粒径45～100μm，在混料机内混粉2小时，使其均匀，混料机转速为60转/分；

(2)用8％的酒精石蜡溶液将均匀的粉料制成1～2毫米的粉粒；

(3)将制粒后的粉料进行模压，压力460Mpa，制成毛坯；

(4)将压制好的坯料置入烧结炉内，在还原性气氛下升温至650℃，还原40分钟，升温速度为18℃/分；

(5)抽真空至1.5×10^-3Pa时，继续升温至1260℃，升温速度12℃/分，按重量百分比在坩埚内加入39％的铜液，还原烧结熔渗铜1.5小时；

(6)冷却至200℃，将烧制好的坯料出炉；

(7)对上述坯料在1060℃下均匀化处理40分钟；

(8)再在620℃下时效处理2.5小时。

得到的钨铬—铜复合材料组织为钨+铬+铬钨固溶体+铜，金相组织见图1。

得到的钨铬—铜复合材料的性能如下表1。

         表1钨50％-铬11％-铜复合材料的主要性能

导电度          硬度        密度         含O₂量     截流值      备注

IACS％          HB          g/cm³       ppm         A

11.9            302         12.3         78          1.3

实施例2

(1)按重量百分比取钨粉32％，粒径4～10μm，铬粉23％，粒径45～100μm，在混料机内混粉3.5小时，使其均匀，混料机转速为45转/分；

(2)用6％的酒精石蜡溶液将均匀的粉料制成1～2毫米的粉粒；

(3)将制粒后的粉料进行冷等静压，压力300Mpa，制成毛坯；

(4)将压制好的坯料置入烧结炉内，在还原性气氛下升温至980℃，还原90分钟，升温速度为22℃/分；

(5)抽真空至2.5×10^-2Pa时，继续升温至1300℃，升温速度16℃/分，按重量百分比在坩埚内加入45％的铜液，还原烧结熔渗铜2.5小时；

(6)冷却至250℃，将烧制好的坯料出炉；

(7)对上述坯料在950℃下均匀化处理120分钟；

(8)再在450℃下时效处理3小时。

得到的钨铬—铜复合材料组织为钨+铬+铬钨固溶体+铜，金相组织见图2。

得到的钨铬—铜复合材料的性能如下表2。

      表2钨32％-铬23％-铜复合材料的主要性能

导电度   硬度    密度      含O₂量     截流值    备注

IACS     HB      g/cm³    ppm         A

％

6.8      321     10.1      105         1.9

实施例3

(1)按重量百分比取钨粉50％，粒径4～10μm，铬粉23％，粒径45～100μm，在混料机内混粉3小时，使其均匀，混料机转速为55转/分；

(2)用8％的酒精石蜡溶液将均匀的粉料制成1～2毫米的粉粒；

(3)将制粒后的粉料进行模压，压力580MPa，制成毛坯；

(4)将压制好的坯料置入烧结炉内，在还原性气氛下升温至600℃，还原80分钟，升温速度为20℃/分；

(5)抽真空至3.2×10^-3Pa时，继续升温至1200℃，升温速度14℃/分，按重量百分比在坩埚内加入27％的铜液，还原烧结熔渗铜2小时；

(6)冷却至220℃，将烧制好的坯料出炉；

(7)对上述坯料在1000℃下均匀化处理100分钟；

(8)再在500℃下时效处理2小时。

得到的钨铬—铜复合材料组织为钨+铬+铬钨固溶体+铜，金相组织见图3。

得到的钨铬—铜复合材料的性能如下表3。

   表3钨50％-铬23％-铜复合材料的主要性能

导电度    硬度   密度      含O₂量   截流值    备注

IACS％    HB     g/cm³    ppm       A

8.2        316        11.6        86        1.5

实施例4

(1)按重量百分比取钨粉32％，粒径4～10μm，铬粉11％，粒径45～100μm，在混料机内混粉2.5小时，使其均匀，混料机转速为50转/分；

(2)用10％的酒精石蜡溶液将均匀的粉料制成1～2毫米的粉粒；

(3)将制粒后的粉料进行冷等静压，压力230MPa，制成毛坯；

(4)将压制好的坯料置入烧结炉内，在还原性气氛下升温至800℃，还原60分钟，升温速度为19℃/分；

(5)抽真空至5.0×10^-3Pa时，继续升温至1230℃，升温速度15℃/分，按重量百分比在坩埚内加入57％的铜液，还原烧结熔渗铜2小时；

(6)冷却至240℃，将烧制好的坯料出炉；

(7)对上述坯料在1050℃下均匀化处理60分钟；

(8)再在650℃下时效处理3小时。

得到的钨铬—铜复合材料组织为钨+钨铬固溶体+铜，金相组织见图4。

得到的钨铬—铜复合材料的性能如下表4。

           表4钨32％-铬11％-铜复合材料的主要性能

导电度      硬度       密度       含O₂量    截流值     备注

IACS％      HB         g/cm³     ppm        A

12.3        296        10.6       73         1.3

实施例5

(1)按重量百分比取钨粉40％，粒径4～10μm，铬粉15％，粒径45～100μm，在混料机内混粉2.5小时，使其均匀，混料机转速为50转/分；

(2)用8.6％的酒精石蜡溶液将均匀的粉料制成1～2毫米的粉粒；

(3)将制粒后的粉料进行冷等静压，压力300Mpa，制成毛坯；

(4)将压制好的坯料置入烧结炉内，在还原性气氛下升温至700℃，还原50分钟，升温速度为21℃/分；

(5)抽真空至2.6×10^-3Pa时，继续升温至1280℃，升温速度13℃/分，按重量百分比在坩埚内加入45％的铜液，还原烧结熔渗铜2小时；

(6)冷却至210℃，将烧制好的坯料出炉；

(7)对上述坯料在980℃下均匀化处理80分钟；

(8)再在550℃下时效处理2小时。

得到的钨铬—铜复合材料组织为钨+钨铬固溶体+铜，金相组织见图5。

得到的钨铬—铜复合材料的性能如下表5。

         表5钨40％-铬15％-铜复合材料的主要性能

导电度      硬度       密度      含O₂量    截流值  备注

IACS％      HB         g/cm³    ppm        A

11.1        310        10.8      72         1.7