[发明专利]一种大长径比钨铜棒材的制备方法

说明书

本发明公开了一种大长径比钨铜棒材的制备方法，依次经备料、成型、脱脂、烧结、熔渗和磨削而制成。本发明采用干袋式冷等静压的成型方式，可以得到直径在3‑10mm，长度在300mm以上的大长径比的钨棒坯；通过在舟皿底部并排铺满纯钨细棒的方式来固定绕有铜丝的钨棒材，保证了熔渗后的钨铜棒材的直线度，省去了校直工序，减少了后续机加工量；通过优化钨骨架烧结工艺和熔渗工艺，得到高钨含量的大长径比钨铜棒材，致密度高，组织均匀性好，且整个制备流程短，成本低。

技术领域

本发明属于合金材料技术领域，具体涉及一种大长径比钨铜棒材的制备方法。

背景技术

钨铜合金是一种钨颗粒和铜粘结相组成的既不互相固溶也不形成金属间化合物的一种复合材料。钨铜合金具有良好的导电、导热及抗电弧腐蚀的性能，被广泛应用做电子封装材料、电极材料等。

钨铜作为电极材料时，一般要求钨铜的直径在3mm左右，长度越长越好。这种长径比很大的钨铜细棒，用现有技术制备难度是非常大的。目前该类棒材的制备方法包括熔渗法：由于细棒形状导致渗铜难度大，故现有一般将钨粉成形成方形长条，再进行渗铜，之后将方形长条机加工成圆形，而得到钨铜细棒。这种方式耗时耗材，造成成本高昂。现有制备方法还有通过对钨铜粉进行成形烧结，再进行锻造或挤压进行得到钨铜细棒。

CN102225434A公开的技术方案利用松装钨粉进行熔渗，再加热旋锻生产钨铜合金细棒。这种方法可以制备得到直径3mm左右的细棒，但是增加热旋锻工序带来能耗大、成本提高的问题，且这种方法不能生产钨含量大于60％的棒材。CN108754272A公开的技术方案通过细晶钨粉成形烧结得到钨骨架，再进行熔渗、旋锻校直、磨削，可以制备得到钨含量为50wt.％-75wt.％，直径为3-12mm，长度为100mm以上的的钨铜棒材。但是这种制备方式需要采用机械活化法进行细晶钨粉的制备，还需要加热进行旋锻校直，这些会导致生产效率低下，成本提高。又因为高钨含量的钨铜材料在制备中遇到高强度钨骨架熔渗铜过程中难以控制铜熔渗和材料均匀性差的大难题，现有技术无法得到钨含量在75wt.％以上的钨铜棒材，。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种大长径比钨铜棒材的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种大长径比钨铜棒材的制备方法，包括如下步骤：

(1)将重量比为6-10∶1的聚乙烯醇和聚乙二醇溶解于蒸馏水中，获得成型剂体系溶液；将钨粉与该成型剂体系溶液以2-5∶1的重量比混合后进行球磨，得到浆料；将该浆料进行喷雾造粒，得到前驱粉末；

(2)将上述前驱粉末装入干袋式冷等静压机的对应成型腔内，于100-150Mpa静压50-65s，得到钨棒坯；

(3)将上述钨棒坯置于脱脂炉内，在保护气氛下，于580-950℃保温1-4h，得到钨棒材；

(4)将上述钨棒材于1200-2100℃保温烧结1-5h，得烧结钨棒材；

(5)将直径为0.5-1.5mm的铜丝以其直径1-2倍的螺距紧密包绕在上述烧结钨棒材之外，再置于底部并排铺满直径为0.5-2.5mm的纯钨细棒的舟皿中，再将该舟皿放入熔渗炉中于1150-1600℃保温熔渗0.5-3h，得到钨铜棒材；

(6)将上述钨铜棒材进行磨削，得到所述大长径比钨铜棒材，其直径为3-10mm，长度为300-500mm。

在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(1)中的成型剂体系溶液的浓度为0.03-0.9g/mL。

在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(2)为：将所述前驱粉末装入干袋式冷等静压机的对应成型腔内，于110-150Mpa静压55-65s，得到钨棒坯。