[发明专利]一种大长径比细晶钨铜棒材的制备方法

说明书

本发明属于粉末冶金领域，具体涉及一种大长径比细晶钨铜棒材的制备方法。所述方法利用细晶钨粉具有较高烧结活性的特点，先用添加粘结剂挤出的方法将钨粉形成密度较低的初始圆棒材，脱蜡后进行高温烧结，依靠细晶钨粉的高烧结活性，在烧结过程中通过体积收缩控制产品密度，不同的温度可以达到不同的最终密度，然后进行渗铜处理，渗铜后只需经过一两道次的热旋锻，将棒材校直和去除表面多余的铜，最后用无心磨床将外圆磨光，即可得到一种大长径比细晶钨铜棒材。所述方法工艺简单，大大节约了贵重的原材料，也降低了加工成本，适合批量生产。

技术领域

本发明属于粉末冶金领域，具体涉及一种大长径比细晶钨铜棒材的制备方法。

背景技术

钨铜合金复合材料同时具有钨(W)和铜(Cu)的优点，密度高，热膨胀系数低，导电、导热性好，同时具备良好的抗电弧烧蚀性能，被广泛用作电极材料。

钨铜合金复合材料的制备方法一般分为高温液相烧结法和熔渗法。高温液相烧结是添加Ni、Co等活化剂进行液相烧结，制得的钨铜合金复合材料致密度可达到98-99％，但此方法对材料的导电性和导热性能有不利的影响。熔渗法是先制备钨骨架，然后将Cu熔化后渗到钨骨架孔隙中，该种方法比高温液相烧结法所制备材料的导电、导热性要好，但熔渗法制备的材料外部挂有多余的铜，影响后续的加工。大长径比钨铜棒材指的是长度和直径之比大于10以上的钨铜合金复合材料，通常是指直径12mm以下、长度在100mm以上的棒材，主要应用于LED电极、电火花加工电极等。因为需要渗铜，目前该类棒材的制备方法是：将钨粉添加成型剂，用模具压成方形长条，渗铜后将方形长条在车床上进行车削加工成圆形。由于长径比较大，棒材外部挂有不规则的铜块，车削难度很大；同时将方条加工成圆形，也非常浪费贵重的钨金属。

为了得到更高性能的钨铜棒材，在中国专利201110092676.4(一种利用热旋锻技术制备钨铜合金丝材的方法)中，利用松装钨粉进行熔渗，再加热旋锻生产钨铜合金细丝棒。但该方法不能生产含钨量大于60％的棒材，棒材的长度有限，并且依靠多道次的热旋锻会在材料内部造成裂纹。因此，亟需一种制备高性能大长径比钨铜棒材的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种大长径比细晶钨铜棒材的制备方法，所述方法制备得到的钨铜棒材，可满足经济化、批量化生产大长径比细晶钨铜棒材的要求。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种大长径比细晶钨铜棒材的制备方法，所述方法具体步骤如下：

(1)将粘结剂和致密度为细晶钨粉混合，加热到50～70℃，充分混合均匀，得到前驱粉末；所述粘结剂重量为细晶钨粉重量的4～6％；

(2)将前驱粉末装入挤出模具中，加热到40～50℃，用挤出机挤出钨棒毛坯；

(3)将钨棒毛坯放入脱蜡设备中，保护气体保护下，在200～500℃下保温1h以上，脱去粘结剂，得到钨棒材；

(4)将钨棒材在1000～2000℃下进行烧结，根据最终产品的钨含量要求控制最高烧结温度和烧结时间；

(5)将烧结后的钨棒材放入渗铜炉或浸铜炉中进行渗铜，得到钨铜棒材；铜含量为除去钨含量后的余量；

(6)将钨铜棒材在600～800℃下加热，加热后的钨铜棒材进行旋锻校直；

(7)对校直后的钨铜棒材进行磨削，控制最终直径和长度，得到一种大长径比细晶钨铜棒材；

所述棒材的直径在3～12mm，长度在100mm以上。

优选的，所述细晶钨粉的粒度为0.05～1μm。

优选的，所述细晶钨粉通过机械活化法制备得到。

优选的，所述粘结剂为石蜡、聚乙二醇、硬脂酸和聚乙烯醇中的一种以上。