[发明专利]Kovar合金包裹Cu芯复合棒材的制备方法

说明书

本发明公开了一种Kovar合金包裹Cu芯复合棒材的制备方法。其工艺步骤如下：S1制备锭坯：将Kovar合金打盲孔获得圆筒，将Cu加工成其外径稍大于所述Kovar合金圆筒内径的Cu棒，将Cu棒嵌入所述Kovar合金圆筒内获得内嵌Cu棒的复合锭坯；S2预先热处理；S3热挤压：将步骤S2所得复合锭坯随炉加热至950～980℃，保温1.5～2小时，复合锭坯封口端在前进行出炉挤压获得复合棒坯，挤压时复合锭坯温度为950～980℃，获得Kovar合金包裹Cu芯复合棒材；S4最终热处理。本发明制备方法具有工序简单、流程短、效率高等优势。

技术领域

本发明涉及一种工序简单、流程短、效率高的Kovar合金包裹Cu芯复合棒材的制备方法，属于功能复合材料制备领域。

背景技术

Kovar合金是一种具有特殊热膨胀的金属材料，即在20-450℃范围内具有与硬玻璃相近的线膨胀系数，可广泛用于电子工业领域中高真空玻璃-金属间的气密封接件。近年来，随着电子工业的迅猛发展，对一些电器件产品用的封接合金提出了兼具高强度、高硬度、高弹性、高导电、高导热和无磁性等新的性能要求，但是Kovar合金的导电性和导热性能差。为此，相应的高导电、高导热封接金属随之出现，其中Cu具有良好的导电性、导热性和弹性，在Kovar合金的封接材料方面具有较大潜力。

传统的Kovar合金-Cu复合材料常采用焊接方法实现，而Kovar合金和Cu的物理化学性能差别较大难以采用普通焊接方法，如真空钎焊极易在接头处产生较大的残余应力，降低接头的力学性能；热等静压扩散焊存在工艺复杂，气密性和玻璃封接后电性能难以保证要求等问题。因此，现需要一种能够高效复合Kovar合金和Cu的工艺。

研究人员采用金属注射成形技术制备含铜Kovar合金。在公开号为CN109746455A的发明创造中公开了一种含铜Kovar合金及其制备方法，首先将Fe源、Ni源、Co源和Cu源混合后熔化得到合金液流，然后将合金液流雾化制粉得到Kovar预制合金粉末、过筛处理，最后将过筛处理后Kovar预制合金粉末经干混、喂料混炼、制粒、注塑、烧结得到含铜Kovar合金。该方法制备的Kovar合金-Cu复合材料致密度高、定膨胀温度范围大，但整个制备流程较长、成本较高。

在公开号为CN108177320A的发明专利中公开了一种纤维增强圆管类型材复合挤压装置，该复合挤压装置包括导流板、上模、下模和纤维牵引装置，导流板和上模上设有纤维进给通道，出口平行于型材挤压方向，下模设有相连通的焊合室、模孔和空刀，模芯深入模孔内；该复合挤压装置及其挤压方法能够在型材横截面上的制定位置处连续加强型材，实现连续复合挤压，已成功用于制备纤维增强Al基复合棒材，可为Kovar/Cu复合棒材提供参考。但是该复合挤压装置结构复杂，增加了制备成本；同时装配相对繁琐，且精度要求高。

研究人员采用热挤压技术制备铁镍合金(Kovar合金)/Cu复合丝材。在公开为CN1555934A的发明专利中公开了一种铁镍合金(Kovar合金)/Cu复合丝材制备方法，其工艺步骤按顺序如下：制作内嵌铜棒前后用封头包覆的铁镍合金锭坯，真空下高温热处理，900～950℃热挤压，冷拉拔辅热处理获得丝材。该方法制备的铁镍合金(Kovar合金)/Cu膨胀合金复合丝材，具有良好的导电性、导热性和良好的焊接性能，具有高温下与玻璃、陶瓷的良好匹配封接性，提高电子元器件的气密性和输出功率，所得材料可用于大功率密封继电器、整流管、射线管、晶体管、小型大功率电机等产品的引出接插件引线。但是，该方法要求复合毛坯前后端面均需加工为向内凹进的梯形，加工前、后封头和前、后端面与前、后封头对应焊接。整个制备工序存在工艺复杂、流程长、成本高、前处理要求严格等问题，尚缺乏有效的解决方案。

因此，现需要一种能改进的Kovar合金和Cu复合挤压方法以解决上述问题。

发明内容

为克服现有技术的不足之处，本发明提出一种Kovar合金包裹Cu芯复合棒材的制备方法。

本发明的技术方案是：

提供Kovar合金包裹Cu芯复合棒材的制备方法，主要包括以下步骤：