【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钨铜复合材料制备，具体而言，为钨骨架预化学镀诱导铜层熔渗制备钨铜零件的方法。
技术介绍
1、钨铜复合材料是由钨和铜两相单体均匀混合而成的组织，既不互溶又不形成金属间化合物，是一种典型的假合金。由于其综合了钨的高熔点、热膨胀系数小、优异的高温强度和铜的高导热、高导电、良好的延展性等优异性能，因此被广泛应用化学触头、芯片封装热沉材料、航空航天等领域。传统的铜钨复合材料的制备一般采用熔渗铜至钨骨架和液相烧结方法，再通过机械加工的方法加工成所需要的零件，但是由于钨和铜互不相溶，其烧结性能较差，难以实现完全的烧结致密化；并且该方法只适合生产形状简单的钨铜板材或棒材，而复杂形状钨铜零件需要利用上述板材或棒材机械加工而成，故生产周期长，加工成本高。
2、目前制备高致密度钨铜复合材料的方法有热压、热等静压、热锻等工艺。但是考虑到工艺成本和实验设备使用条件的限制，这些方法几乎难以在工业上批量生产和应用。如cn210856333u公开了一种化学镀装置，通过扰动单元沿特定方向往复移动，均匀扰动化学镀液，使化学镀液进入被镀物内部微孔充分接触，但由于铜钨零件内部微孔较小，通过搅动化学镀液促使其充分进入铜钨零件内部微孔形成镀层的效果不理想。因此，为了能够低成本批量化的生产高性能、高致密度的钨铜零件，现需要一种新型的生产加工工艺来解决上述难题。
3、因此，推出钨骨架预化学镀诱导铜层熔渗制备钨铜零件的方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供钨骨架预化学镀诱导铜层熔渗
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：钨骨架预化学镀诱导铜层熔渗制备钨铜零件的方法，包括以下实施步骤：
3、s1：将钨粉和粘合剂按比例混合造粒，进行注射成型制备注射坯料；
4、s2：将所述坯料进行脱脂，再预烧处理，使其形成预烧多孔钨骨架；
5、s3：将预烧处理形成的预烧多孔钨骨架均匀间隔放置于承载托盘上，令承载托盘在升降座的控制下搭载预烧多孔钨骨架沉浸在化学镀箱内的化学镀液中，以此对预烧多孔钨骨架进行化学镀处理，使其外表和孔隙形成一层化学镀铜层，即为含有预化学镀层的多孔钨骨架；
6、s4：对含有预化学镀层的多孔钨骨架进行烧结，烧结时将含有预化学镀层的多孔钨骨架放置于石墨烧舟中，利用石墨烧舟底板上叠放的陶瓷片和铜片对含有预化学镀层的多孔钨骨架进行垫隔，含有预化学镀层的多孔钨骨架上方的石墨烧舟内覆盖填充惰性粉末进行熔渗烧结；
7、s5：进行熔渗烧结后机加工除去表面多余的铜块，通过喷砂和抛光的表面处理方法获得表面光滑的高致密度钨铜零件。
8、进一步地，所述s1中钨粉为分级处理后的球形钨粉，钨粉的粒度分别为1-5μm和5-10μm，其中，钨粉在喂料的体积占比为40％～60％。
9、进一步地，所述s2中的脱脂为草酸催化脱脂，脱脂温度110℃-140℃，脱脂时间7-10h；预烧结分为两阶段，温度分别为：400～600℃保温1～2h，升温至1000～1150℃之间，保温2～4h，其中400～600℃保温为热脱脂阶段，1000～1150℃之间保温为预烧结阶段。
10、进一步地，所述s1中粘结剂为塑基粘结剂，其主要成分为：80-90％共聚甲醛、4-10％耐热聚苯乙烯、1-2.5％相容剂、5-11％石蜡、0.5-1％抗氧剂。
11、进一步地，所述s4中熔渗烧结温度为1350～1450℃，时间为2～5h，且惰性粉末为氧化铝粉末，采用氢气环境烧结。
12、进一步地，所述化学镀箱的内部设置有化学镀槽，化学镀槽的顶部端口两侧的化学镀箱顶部分别固定连接有升降座，升降座滑轨外壁上活动设置有升降滑块，升降滑块底部固定连接有安装吊杆，安装吊杆底部固定连接于承载托盘顶部两侧边沿处，承载托盘上方夹持悬置预烧多孔钨骨架，升降滑块侧壁间固定连接有横梁板，横梁板底部固定连接有液压伸缩杆，液压伸缩杆底部固定连接于挤推板上端中部处，挤推板悬置于承载托盘上方，且挤推板的两端活动套接于安装吊杆外壁上。
13、进一步地，所述承载托盘包括固定连接于安装吊杆底部的漏孔托板和均匀间隔固定连接于漏孔托板顶部的固定板，相邻的两组固定板顶部固定连接一个限位框，限位框的两端侧壁上设置有凸起部，凸起部内腔两端的侧壁上分别活动贯穿设置有t型杆，t型杆的端头至凸起部内壁处的直杆外壁上设置有弹性部件，且弹性部件两侧的t型杆端头尾部外壁上活动套接有辅助转筒，辅助转筒在t型杆和弹性部件推动下对预烧多孔钨骨架进行夹固，t型杆末端贯穿延伸至凸起部侧壁上的调节件内部，
14、进一步地，所述漏孔托板和挤推板的尺寸大小一致，且漏孔托板和挤推板均与化学镀槽内腔大小相匹配，化学镀槽两端侧壁上密封嵌合设置有电加热棒，电加热棒末端延伸至化学镀槽内部。
15、进一步地，所述限位框呈方形结构，挤推板上均匀间隔开设有方形孔，方形孔与限位框相对应设置，且方形孔的大小与预烧多孔钨骨架的大小相匹配
16、进一步地，所述调节件包括固定连接于凸起部侧壁上的防护壳和固定连接于防护壳一侧且相连通的延伸罩，t型杆末端贯穿防护壳中心处侧壁并延伸至外部，且防护壳内的t型杆的直杆外壁上固定连接有调节齿轮，延伸罩上下底板间贯穿设置有调节齿条，调节齿条顶端延伸至延伸罩上方，并悬置于挤推板下方，延伸罩下方的调节齿条底部固定连接有定位杆，定位杆下端活动贯穿漏孔托板设置，且调节齿条和漏孔托板间的定位杆外壁上缠绕设置有缓冲弹簧。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
18、1.本专利技术提出的钨骨架预化学镀诱导铜层熔渗制备钨铜零件的方法，采用注射成型先预制出钨骨架，后续再钨骨架表面镀铜并通过熔渗的方法将铜渗入空隙中，该专利技术能够保证高温熔渗烧结阶段收缩均匀，且致密度可达到99％以上，相比较于传统的机加工生产高致密度钨铜零件的方法，该方法只需对零件表面进行少量机加工，加工时间短，加工成本低，且生产效率高，对于复杂形状钨铜零件的生产制备具有巨大的优势。
19、2.本专利技术提出的钨骨架预化学镀诱导铜层熔渗制备钨铜零件的方法，通过承载托盘配合安装吊杆装载预烧多孔钨骨架悬置沉浸在化学镀槽内的化学镀液后，通过液压伸缩杆控制挤推板在化学镀槽内间歇上下往返移动，使得挤推板利用方形孔沿方形的预烧多孔钨骨架侧壁上下滑动时，实现挤推板压迫化学镀液沿预烧多孔钨骨架内部孔隙上涌，通过化学镀液在预烧多孔钨骨架内部孔隙中的反复流动，从而保证了化学镀液在预烧多孔钨骨架内部孔隙的充分接触，实现了预烧多孔钨骨架内部孔隙的均匀镀铜，有利于保证预烧多孔钨骨架内部孔隙引导铜的化学镀质量。
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1.钨骨架预化学镀诱导铜层熔渗制备钨铜零件的方法，其特征在于，包括以下实施步骤：
2.如权利要求1所述的钨骨架预化学镀诱导铜层熔渗制备钨铜零件的方法，其特征在于：所述S1中钨粉为分级处理后的球形钨粉，钨粉的粒度分别为1-5μm和5-10μm，其中，钨粉在喂料的体积占比为40％～60％。
3.如权利要求1所述的钨骨架预化学镀诱导铜层熔渗制备钨铜零件的方法，其特征在于：所述S2中的脱脂为草酸催化脱脂，脱脂温度110℃-140℃，脱脂时间7-10h；预烧结分为两阶段，温度分别为：400～600℃保温1～2h，升温至1000～1150℃之间，保温2～4h，其中400～600℃保温为热脱脂阶段，1000～1150℃之间保温为预烧结阶段。
4.如权利要求1所述的钨骨架预化学镀诱导铜层熔渗制备钨铜零件的方法，其特征在于：所述S1中粘结剂为塑基粘结剂，其主要成分为：80-90％共聚甲醛、4-10％耐热聚苯乙烯、1-2.5％相容剂、5-11％石蜡、0.5-1％抗氧剂。
5.如权利要求1所述的钨骨架预化学镀诱导铜层熔渗制备钨铜零件的方法，其特征在于：所
6.如权利要求1所述的钨骨架预化学镀诱导铜层熔渗制备钨铜零件的方法，其特征在于：所述化学镀箱(1)的内部设置有化学镀槽(2)，化学镀槽(2)的顶部端口两侧的化学镀箱(1)顶部分别固定连接有升降座(3)，升降座(3)滑轨外壁上活动设置有升降滑块(31)，升降滑块(31)底部固定连接有安装吊杆(4)，安装吊杆(4)底部固定连接于承载托盘(5)顶部两侧边沿处，承载托盘(5)上方夹持悬置预烧多孔钨骨架(9)，升降滑块(31)侧壁间固定连接有横梁板(6)，横梁板(6)底部固定连接有液压伸缩杆(7)，液压伸缩杆(7)底部固定连接于挤推板(8)上端中部处，挤推板(8)悬置于承载托盘(5)上方，且挤推板(8)的两端活动套接于安装吊杆(4)外壁上。
7.如权利要求6所述的钨骨架预化学镀诱导铜层熔渗制备钨铜零件的方法，其特征在于：所述承载托盘(5)包括固定连接于安装吊杆(4)底部的漏孔托板(51)和均匀间隔固定连接于漏孔托板(51)顶部的固定板(52)，相邻的两组固定板(52)顶部固定连接一个限位框(53)，限位框(53)的两端侧壁上设置有凸起部(54)，凸起部(54)内腔两端的侧壁上分别活动贯穿设置有T型杆(55)，T型杆(55)的端头至凸起部(54)内壁处的直杆外壁上设置有弹性部件(56)，且弹性部件(56)两侧的T型杆(55)端头尾部外壁上活动套接有辅助转筒(57)，辅助转筒(57)在T型杆(55)和弹性部件(56)推动下对预烧多孔钨骨架(9)进行夹固，T型杆(55)末端贯穿延伸至凸起部(54)侧壁上的调节件(58)内部。
8.如权利要求7所述的钨骨架预化学镀诱导铜层熔渗制备钨铜零件的方法，其特征在于：所述漏孔托板(51)和挤推板(8)的尺寸大小一致，且漏孔托板(51)和挤推板(8)均与化学镀槽(2)内腔大小相匹配，化学镀槽(2)两端侧壁上密封嵌合设置有电加热棒(21)，电加热棒(21)末端延伸至化学镀槽(2)内部。
9.如权利要求7所述的钨骨架预化学镀诱导铜层熔渗制备钨铜零件的方法，其特征在于：所述限位框(53)呈方形结构，挤推板(8)上均匀间隔开设有方形孔(81)，方形孔(81)与限位框(53)相对应设置，且方形孔(81)的大小与预烧多孔钨骨架(9)的大小相匹配。
10.如权利要求7所述的钨骨架预化学镀诱导铜层熔渗制备钨铜零件的方法，其特征在于：所述调节件(58)包括固定连接于凸起部(54)侧壁上的防护壳(581)和固定连接于防护壳(581)一侧且相连通的延伸罩(582)，T型杆(55)末端贯穿防护壳(581)中心处侧壁并延伸至外部，且防护壳(581)内的T型杆(55)的直杆外壁上固定连接有调节齿轮(583)，延伸罩(582)上下底板间贯穿设置有调节齿条(584)，调节齿条(584)顶端延伸至延伸罩(582)上方，并悬置于挤推板(8)下方，延伸罩(582)下方的调节齿条(584)底部固定连接有定位杆(585)，定位杆(585)下端活动贯穿漏孔托板(51)设置，且调节齿条(584)和漏孔托板(51)间的定位杆(585)外壁上缠绕设置有缓冲弹簧(586)。
...【技术特征摘要】
1.钨骨架预化学镀诱导铜层熔渗制备钨铜零件的方法，其特征在于，包括以下实施步骤：
2.如权利要求1所述的钨骨架预化学镀诱导铜层熔渗制备钨铜零件的方法，其特征在于：所述s1中钨粉为分级处理后的球形钨粉，钨粉的粒度分别为1-5μm和5-10μm，其中，钨粉在喂料的体积占比为40％～60％。
3.如权利要求1所述的钨骨架预化学镀诱导铜层熔渗制备钨铜零件的方法，其特征在于：所述s2中的脱脂为草酸催化脱脂，脱脂温度110℃-140℃，脱脂时间7-10h；预烧结分为两阶段，温度分别为：400～600℃保温1～2h，升温至1000～1150℃之间，保温2～4h，其中400～600℃保温为热脱脂阶段，1000～1150℃之间保温为预烧结阶段。
4.如权利要求1所述的钨骨架预化学镀诱导铜层熔渗制备钨铜零件的方法，其特征在于：所述s1中粘结剂为塑基粘结剂，其主要成分为：80-90％共聚甲醛、4-10％耐热聚苯乙烯、1-2.5％相容剂、5-11％石蜡、0.5-1％抗氧剂。
5.如权利要求1所述的钨骨架预化学镀诱导铜层熔渗制备钨铜零件的方法，其特征在于：所述s4中熔渗烧结温度为1350～1450℃，时间为2～5h，且惰性粉末(14)为氧化铝粉末，采用氢气环境烧结。
6.如权利要求1所述的钨骨架预化学镀诱导铜层熔渗制备钨铜零件的方法，其特征在于：所述化学镀箱(1)的内部设置有化学镀槽(2)，化学镀槽(2)的顶部端口两侧的化学镀箱(1)顶部分别固定连接有升降座(3)，升降座(3)滑轨外壁上活动设置有升降滑块(31)，升降滑块(31)底部固定连接有安装吊杆(4)，安装吊杆(4)底部固定连接于承载托盘(5)顶部两侧边沿处，承载托盘(5)上方夹持悬置预烧多孔钨骨架(9)，升降滑块(31)侧壁间固定连接有横梁板(6)，横梁板(6)底部固定连接有液压伸缩杆(7)，液压伸缩杆(7)底部固定连接于挤推板(8)上端中部处，挤推板(8)悬置于承载托盘(5)上方，且挤推板(8)的两端活动套接于安装吊杆(4)外壁上。
7.如权利要求6所述的钨骨架预化学镀诱导铜层熔渗制备钨铜零件的方法，其特征在于：所述承载托盘(5)包括固定连...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈锦文，昝祥，何高勇，罗来马，吴玉程，祝伟，宋慧涛，
申请(专利权)人：安徽亿恒新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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