[发明专利]一种制备钨铜合金箔材的低温轧制方法

说明书

技术领域

本发明属于制备钨铜合金领域，具体涉及一种制备钨铜合金的低温轧制方法。

背景技术

钨铜合金是由钨和铜元素组成的一种假合金材料，由于其同时具有低膨胀系数和良好的导电和导热性等特性，在电器元件、半导体封装、电子等行业得到普遍应用，近年来又在大功率LED照明芯片行业得到重视，具有很大的潜在市场。但是，在半导体封装行业、电子和大功率LED照明行业使用的钨铜合金箔片零件，由于要求密度大，一般要求大于理论密度的99.5％；厚度薄，一般为150-200微米，且厚度公差要求在5微米范围内，零件表面平整度要求在Ra0.01以下。然而，采用目前现有的工艺方法难以实现这些技术要求。

现有的钨铜合金箔片材料加工的主要技术有如下两种方法：

（1）对采用粉末冶金方法制成的烧结坯，直接进行切割，然后采用单面磨或双面磨的方法制成所需厚度和表面平整度的钨铜合金箔片零件。

该技术存在材料利用率低，投料产出比一般不大于50％，且采用此技术生产的钨铜箔片零件仍然存在内部孔隙，零件实际密度一般在92-95％之间，远低于理论密度等多种问题。

（2）在高于铜的再结晶温度，利用锻压、轧制、压制等机械方法对钨铜合金坯料施加压力，使其产生塑性变形，得到初始坯料；然后通过冷轧的方法对烧结钨铜合金进行冷轧加工，压缩变形量为30～40％时进行中间退火，如此反复退火-冷轧，直至加工到所要求的厚度。

该技术存在生产周期长，生产箔片零件的周期至少在5天以上；能耗高，热锻、热轧、热压、退火等工序须采用大功率的高温加热炉；由于加工道次多，导致产品成品率低，一般投入产出比不大于15％；设备占用种类较多，且多为大功率和大吨位的加工设备，设备投资较大；产品厚度公差难以达到5微米；产品表面平整度一般很难达到Ra0.01等多种问题。

专利号为US5686676的美国专利，采用在还原性气体中烧结来改善烧结的效果，并通过使用含有氧分子的坯料从而在烧结过程中释放出氧气以加速反应，以及加入腐蚀抑制剂来减少坯料中物质的自燃反应。这些手段虽然可以起到一定改善生产效率的作用，但其本质上没有脱离现有技术的框架，仍然存在现有技术的上述问题。

申请号为201010177489.1的中国专利公开了一种钨铜合金薄板的冷轧方法，该方法的特点是整个轧制过程在室温下完成，但是需要经过几到几十道次的冷轧，且压轧速度较低，在0.01-0.1m/s之间，因此生产效率较低，生产周期较长。另外，该方法获得的轧制板厚度公差控制难度较大，达到4微米公差时，生产效率会更低。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备钨铜合金的低温轧制方法，该方法解决了现有钨铜合金箔材生产过程中存在的设备投入大、加工精度差、加工效率低、材料利用率低的问题，提高了钨铜合金箔材的加工精度，以及生产效率，并且通过采用预热保温的方式，进一步降低了轧制道次，提高了生产效率。

为了达到上述发明目的，本发明所提供的一种制备钨铜合金的低温轧制方法是通过以下技术方案实现的:

一种制备钨铜合金箔材的方法，包括以下步骤：

（1）采用常规方法制备钨铜合金烧结坯料；

（2）将钨铜合金坯料预热至150-250℃，并且保温5-30min待用；

（3）将预热好的钨铜合金坯料在轧机上进行轧制，制得钨铜合金箔材。

优选地，所述步骤（1）中，钨铜合金烧结坯料的重量百分比为铜5-50％、钨50-95％。

优选地，所述步骤（1）中，钨铜合金烧结坯料的厚度为0.25-2.5mm。

优选地，所述步骤（2）中，最佳预热温度随钨铜合金坯料中钨含量的增加而升高，最佳保温时间随钨铜合金坯料的厚度的增加而延长。

优选地，所述方法还包括步骤（4）：当首次轧制的道次加工量达到后，迅速将钨铜合金坯料在150-250℃的温度下再次保温15-20min，然后再次轧制，如此经过2-8道次轧制，即可制得厚度为0.05-0.5mm的钨铜合金箔材。

优选地，所述轧机轧制的道次加工量小于等于50％，轧制速度小于等于15m/s。

优选地，所述轧机为二辊、四辊、十二辊或二十辊轧机。