一种制备铜合金材料的方法、铜合金材料及设备技术

一种制备铜合金材料的方法、铜合金材料及设备，用于提供一种导热性能良好且强度较高的铜合金材料。该制备铜合金材料的方法包括以下步骤：将粉体与粘合剂进行混合，制得前驱体，其中，粉体包括：96～99.8重量份的铜、0.2～2重量份的铬；采用金属注射成形工艺将前驱体制备为预制坯；对预制坯进行烧结处理，制备得到铜合金材料。

Method for preparing copper alloy material, copper alloy material and equipment

A method for preparing copper alloy material, copper alloy material and equipment is used to provide a copper alloy material with good thermal conductivity and high strength. The method of preparation of copper alloy material comprises the following steps: powder and adhesive are mixed, making precursor powder, which comprises 96 to 99.8 parts by weight of copper, 0.2 to 2 parts by weight of chromium; by metal injection molding process for the preparation of precursor preform; pre billet sintering, the prepared copper alloy material.

【技术实现步骤摘要】
一种制备铜合金材料的方法、铜合金材料及设备
本专利技术涉及材料
，特别涉及一种制备铜合金材料的方法、铜合金材料及设备。
技术介绍
设备的金属框架结构对设备的散热性能有很大影响。目前，通常采用镁合金、铝合金以及锌合金制备设备的金属框架，但上述合金材料的散热性能有限。
技术实现思路
本申请提供一种制备铜合金材料的方法、铜合金材料及设备，用于提供一种导热性能良好的铜合金材料。第一方面，本申请实施例提供一种制备铜合金材料的方法。首先，将粉体与粘合剂进行混合，制得前驱体，其中，所述粉体包括：96～99.8重量份的铜、0.2～2重量份的铬；然后，采用金属注射成形(metalinjectionmolding，MIM)工艺将所述前驱体制备为预制坯；然后，对所述预制坯进行烧结处理，制备得到所述铜合金材料。上述采用MIM工艺制备铜合金材料中铜的含量很高，使得铜合金材料具有优异的导热性能。另外，铜合金材料中还包含少量的铬，形成铜铬合金，铜铬合金的强度远大于铜的强度。再者，通过烧结工艺对MIM工艺制备的预制坯进行处理，进一步增加铜合金材料的强度。在一种可选的实现中，用于制备前驱体的粉体还包括：0.001～0.5重量份的锆，以进一步增强铜合金材料的强度。在一种可选的实现中，用于制备前驱体的粉体还包括至少一种辅助金属，所述至少一种辅助金属包括镁、锌、锰、铝、锡以及铁中的至少一项，每一种所述辅助金属的含量为0.001至0.1重量份，以进一步增强铜合金材料的强度。在一种可选的实现中，用于制备前驱体的粉体的粒径在0.01-90um范围内。在一种可选的实现中，对所述预制坯进行烧结处理的温度为950-1150℃，保温时长为0.5～10h。在一种可选的实现中，在对所述预制坯进行烧结之前，先采用脱脂工艺去除所述预制坯中的所述粘合剂。在一种可选的实现中，在对所述预制坯进行烧结之后，对烧结后的所述铜合金材料进行固溶处理，使得铜合金材料中铜之外的其他金属元素融入铜固溶体中，强化铜固溶体，并提高韧性。不仅如此，固溶处理还便于通过之后的自然时效或人工时效进一步增加铜合金的强度。在一种可选的实现中，对所述铜合金材料进行固溶处理的温度为950-1150℃，固溶时长为0.5～3h。在一种可选的实现中，在对所述铜合金材料进行固溶处理之后，对所述铜合金材料进行时效处理，使得铜合金材料中铜之外的其他金属元素从铜中析出作为强化相，增强铜合金材料的强度。在一种可选的实现中，对所述铜合金材料进行时效处理的温度为400-600℃，时效时长为1～4h。第二方面，本申请实施例提供一种铜合金材料，该铜合金材料通过第一方面或第一方面的多种实现中的任一种实现所述的方法制备。第三方面，本申请实施例提供一种设备，该设备包括由第二方面中的铜合金材料所制备的组件。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍。图1为本申请实施例中制备铜合金材料的方法的流程示意图；图2为本申请实施例中制备铜合金材料的方法的另一流程示意图。具体实施方式下面通过附图以及具体实施例对本专利技术技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本专利技术技术方案的详细的说明，而不是对本专利技术技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。铜Cu的导热性能优异，其导热系数达到401W/(m*k)，但是，目前的铜合金材料主要采用传统的熔铸或压铸工艺制备，其中，熔铸工艺难以制备复杂形状的结构件，而压铸工艺制备的铜合金材料的导热性能不理想，其导热系数通常小于150W/(m*k)。采用金属注射成形(metalinjectionmolding，MIM)工艺可以制备结构复杂的结构件，但是在本申请之前很多通过MIM工艺制备的铜合金中包括铍Be、铅Pb、镉Cd等有毒金属元素，对人体有害。且本申请之前通过MIM工艺制备的铜材料，要么如纯铜强度太低，屈服强度无法达到150MPa；要么如锡青铜、铝青铜、黄铜、白铜等导热性能不理想，导热系数通常小于150w/(m*k)，均难以兼顾导热性能和强度。本申请实施例提供一种制备铜合金材料的方法，用于制备具有高导热性能且强度较高的铜合金材料。图1为该方法的流程示意图，包括如下步骤：步骤101：将粉体与粘合剂进行混合，制得前驱体，其中，粉体包括：96～99.8重量份的铜、0.2～2重量份的铬。具体的，本申请实施例中，对粉体与粘合剂进行混合可以有多种实现方式，包括但不限于：将粉体与粘合剂放在容器内，采用球磨机进行球磨；或者，采用双螺杆挤出机对粉体与粘合剂进行挤压；或者，采用密炼机对粉体与粘合剂进行混炼；或者，采用开炼机对粉体与粘合剂进行混炼；或者，采用高速搅拌机对粉体与粘合剂进行搅拌，等等。另外，本专利技术实施例中粘合剂可以有多种实现方式，例如，粘合剂可以为石蜡、植物油、酚醛树脂、聚苯乙烯、聚乙烯以及聚甲醛等物质中的任意一种，或其中两种或两种以上物质的混合，粘合剂的具体实现方式请参照现有技术手段，在此不予详述。粉体中包括96～99.8重量份的铜Cu以及0.2～2重量份的铬Cr，其中，粉体中每种金属元素可以有多种形式存在，包括但不限于：单质形态、化合物形态，合金形态，等等。粉体中金属元素还可以以上述多种形态中的两种或两种以上形态的混合形式存在。而该粉体可以通过多种方式制备形成，例如，采用雾化法制备金属单质或金属合金；又例如，采用机械研磨的方法制备合金粉体或单质粉体。步骤102：采用金属注射成形工艺将前驱体制备为预制坯。具体的，对混合形成的前驱体进行熔融，并注入预设模具中，制备获得具有预设形状的预制坯，其具体实现方式请参照现有的各种MIM工艺手段。步骤103：对预制坯进行烧结处理，制备得到铜合金材料。具体的，采用MIM工艺制备制备的预制坯的强度较差，通过烧结工艺使得预制坯中的金属颗粒之间形成金属键连接，增强铜合金材料的强度。再者，对预制坯进行烧结的过程中，预制坯中的粘合剂在受热后可以分解或挥发，粘合剂的分解或挥发可以进一步增强铜合金材料的强度。上述技术方案中，采用MIM工艺制备铜合金材料，其中铜合金材料中铜的含量很高，使得铜合金材料具有优异的导热性能。另外，铜合金材料中还包含少量的铬，形成铜铬合金，铜铬合金的强度远大于铜的强度。再者，通过烧结工艺对MIM工艺制备的预制坯进行处理，进一步增加铜合金材料的强度。在一些可能的实现方式中，粉体中还包括：0.001～0.5重量份的锆Zr。通过在粉体中加入少量的锆，可以进一步增强铜合金材料的强度。在一些可能的实现方式中，粉体还包括至少一种辅助金属，至少一种辅助金属包括镁Mg、锌Zn、锰Mn、铝Al、锡Sn以及铁Fe中的至少一项，每一项辅助金属的重量份为0.001至0.1。具体的，在粉体包括铜、铬或者铜、铬、锆的基础上，还可以包括一种或多种辅助金属，该辅助金属可以为镁Mg、锌Zn、锰Mn、铝Al、锡Sn以及铁Fe中的任一种。通过在粉体中加入少量的辅助金属，可以进一步增强铜合金材料的强度。需要说明的是，上述锆Zr、Mg、锌Zn、锰Mn、铝Al、锡Sn以及铁Fe，均可以以单质形态、化合物形态、合金形态等多种形态中的一种或多种形态存在。在一些可能的实现方式中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备铜合金材料的方法，其特征在于，包括：将粉体与粘合剂进行混合，制得前驱体，其中，所述粉体包括：96～99.8重量份的铜、0.2～2重量份的铬；采用金属注射成形工艺将所述前驱体制备为预制坯；对所述预制坯进行烧结处理，制备得到所述铜合金材料。

【技术特征摘要】
1.一种制备铜合金材料的方法，其特征在于，包括：将粉体与粘合剂进行混合，制得前驱体，其中，所述粉体包括：96～99.8重量份的铜、0.2～2重量份的铬；采用金属注射成形工艺将所述前驱体制备为预制坯；对所述预制坯进行烧结处理，制备得到所述铜合金材料。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粉体还包括：0.001～0.5重量份的锆。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述粉体还包括至少一种辅助金属，所述至少一种辅助金属包括镁、锌、锰、铝、锡以及铁中的至少一项，每一种所述辅助金属的含量为0.001至0.1重量份。4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述粉体的粒径在0.01-90um范围内。5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，对所述预制坯进行烧结处理的温度为950-1150℃，保温时长为0.5～10h。6.如权利要求1至5任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李龙雨，蔡明，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44