一种钨与铜无焊料无缝连接结合件的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种钨与铜无焊料无缝连接结合件的制备方法，包括以下步骤：步骤A、将钨件放置在定位槽内部；步骤B、将铜料倒入至套管内部，铜料将钨件完全覆盖；步骤C、将放好钨件、铜料的模具放入至烧结炉中，烧结炉进行升温‑保温‑降温作业；步骤D、降温后将模具从烧结炉中取出，并将结合后的钨与铜结合件从模具中取出。本发明专利技术钨与铜结合效果好，完全做到无缝连接，结合后的产品导电性能更好。

【技术实现步骤摘要】
一种钨与铜无焊料无缝连接结合件的制备方法
本专利技术属于含钨零部件制造
，具体涉及为一种钨与铜无焊料无缝连接结合件的制备方法。
技术介绍
钨铜结合件是将钨与铜结合的产品，兼具钨的耐高温和铜优良的导电性能，被广泛应用于电阻焊和喷涂等领域中。由于钨与铜的熔点差距很大，且钨的熔点为3410度，所以通常钨铜结合件的制备方法通常为钎焊法和热压法。钎焊法是指低于焊件熔点的钎料和焊件同时加热到钎料熔化温度后，利用液态钎料填充固态工件的缝隙使金属连接的焊接方法。钎焊又包括气体保护钎焊和真空炉中钎焊。热压法对钨棒和铜棒待连接表面进行打磨、抛光、超声清洗等处理后，连接面对接，加压固定后在高温和保护气氛下保温一定时间从而实现连接。例如2017年11月28日公开的申请号为：2017105003937.4、专利技术名称为：金属钨和铜的高强度直接焊接工艺的专利，该专利包括：对钨棒和铜棒待连接表面进行打磨、抛光、超声清洗等前处理；将经过前处理后的钨棒和铜棒的待连接面桶轴度对接，加压固定后在氩气保护气氛下，970～1000℃退火温度和2.5～3.5h保温时间的条件下退火，实现了钨和铜两种金属之间的扩散和界面上的冶金结合。钎焊法缺点：连接强度较低；由于引入了第三方元素，且焊缝的填充对产品质量影响很大；产品质量难以控制；异性结合面不方便焊接。热压法缺点：只适合规则平面的连接；对结合原材料清洁度和表面质量要求高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种钨与铜无焊料无缝连接结合件的制备方法，本专利技术钨与铜结合效果好，完全做到无缝连接，结合后的产品导电性能更好。本专利技术解决现有技术存在的问题所采用的技术方案是：一种钨与铜无焊料无缝连接结合件的制备方法，该方法包含模具，所述的模具由底座以及底座上方的套管连接组成。所述的底座顶面内凹有定位槽，定位槽位于套管内部。钨与铜无焊料无缝连接结合件的制备方法，包括以下步骤：步骤A、将钨件放置在定位槽内部；步骤B、将铜料倒入至套管内部，铜料将钨件完全覆盖；步骤C、将放好钨件、铜料的模具放入至烧结炉中，烧结炉进行升温-保温-降温作业；步骤D、降温后将模具从烧结炉中取出，并将结合后的钨与铜结合件从模具中取出。优选的，所述的底座顶面向上凸设有支撑面，定位槽凹设与支撑面上，套管下端套设与支撑面外部。优选的，所述的套管与支撑面过盈配合或过度配合。优选的，所述的模具的制作材料采用石墨。优选的，所述的铜料可采用铜粉或块状、片状的紫铜。优选的，所述的铜料采用铜粉时，铜粉的粒度小于6微米。优选的，所述的铜料采用块状、片状的紫铜时，需要对块状、片状的紫铜进行清洁。优选的，步骤C中，烧结炉升温前将烧结炉的空气抽出并注入氢气，烧结炉升温所达到的温度大于1185℃，升温达到预定温度后，保温2.5h～3.5h，保温结束后向烧结炉内部通入氮气，进行降温作业。优选的，步骤C中，烧结炉升温所达到的温度1200℃～1300℃。与现有技术相比，本专利技术所具有的有益效果：(1)无第三方元素引入，产品性能稳定。(2)钨件与铜结合效果好，实现了无缝连接。(3)钨件的结构形状不受限制，可实现任何形状的钨件与铜结合。(4)烧结升温过程中，氢气可将钨与铜原料中的氧化物还原，使得钨与铜结合后的产品导电性能更好。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1为本专利技术一种钨与铜无焊料无缝连接结合件的制备示意图。图中：1-模具、1a-底座、1a1-定位槽、1a2-支撑面、1b-套管、2-钨件、3-铜料。具体实施方式附图为该一种钨与铜无焊料无缝连接结合件的制备方法的最佳实施例，下面结合附图对本专利技术进一步详细的说明。一种钨与铜无焊料无缝连接结合件的制备方法，该方法包含模具1。由附图1所示，模具1由底座1a以及底座1a上方的套管1b连接组成，模具1的制作材料采用石墨。因为石墨具有良好的热导性和耐高温性，在高温使用过程中，热膨胀系数小，对急热、急冷具有一定抗应变性能。所述的底座1a顶面向上凸设有支撑面1a2，支撑面1a2顶面内凹有定位槽1a1，套管1b下端套设与支撑面1a2外部。所述的套管1b与支撑面1a2过盈配合或过度配合，防止烧结过充中融化的铜液通过套管1b与底座1a之间的缝隙流出模具1。钨与铜无焊料无缝连接结合件的制备方法，包括以下步骤：步骤A、将钨件2放置在定位槽1a1内部。钨件2可以采用钨棒，也可以采用其它异型结构。钨件2需要与铜结合的部分漏在定位槽1a1外部。步骤B、将铜料3倒入至套管1b内部，铜料3将钨件2完全覆盖。铜料3可采用铜粉或块状、片状的紫铜。所述的铜料3采用铜粉时，铜粉的粒度小于6微米。所述的铜料3采用块状、片状的紫铜时，需要对块状、片状的紫铜进行清洁。块状或片状的紫铜清洗的方式可采用超声清洗，即在无水乙醇中超声清洗15～20min，晾干后使用。由于铜粉具有一定量的松比，块状或片状的紫铜之间也存在缝隙，因此铜料3不仅要将钨件2完全覆盖，还要高出钨件2一定距离。步骤C、将放好钨件2、铜料3的模具1放入至烧结炉中，烧结炉进行升温-保温-降温作业。烧结炉升温前将烧结炉的空气抽出并注入氢气，避免烧结过程中铜或钨产生氧化，同时氢气有利于烧结过程中将钨和铜原料中的氧化杂质还原。烧结炉升温所达到的温度大于1185℃，本实施例中烧结炉升温所达到的温度为1200℃～1300℃。升温达到预定温度后，保温2.5h～3.5h，保温结束后向烧结炉内部通入氮气，进行降温作业。步骤D、降温后将模具1从烧结炉中取出，并将结合后的钨与铜结合件从模具1中取出。上面结合附图对本专利技术的实施方式作了详细说明，但是本专利技术并不限于上述实施方式，在所属
普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利技术宗旨的前提下作出各种变化。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钨与铜无焊料无缝连接结合件的制备方法，其特征在于：/n钨与铜无焊料无缝连接结合件的制备方法包含模具(1)，所述的模具(1)由底座(1a)以及底座(1a)上方的套管(1b)连接组成，/n所述的底座(1a)顶面内凹有定位槽(1a1)，定位槽(1a1)位于套管(1b)内部，/n钨与铜无焊料无缝连接结合件的制备方法，包括以下步骤：/n步骤A、将钨件(2)放置在定位槽(1a1)内部；/n步骤B、将铜料(3)倒入至套管(1b)内部，铜料(3)将钨件(2)完全覆盖；/n步骤C、将放好钨件(2)、铜料(3)的模具(1)放入至烧结炉中，烧结炉进行升温-保温-降温作业；/n步骤D、降温后将模具(1)从烧结炉中取出，并将结合后的钨与铜结合件从模具(1)中取出。/n

【技术特征摘要】
1.一种钨与铜无焊料无缝连接结合件的制备方法，其特征在于：
钨与铜无焊料无缝连接结合件的制备方法包含模具(1)，所述的模具(1)由底座(1a)以及底座(1a)上方的套管(1b)连接组成，
所述的底座(1a)顶面内凹有定位槽(1a1)，定位槽(1a1)位于套管(1b)内部，
钨与铜无焊料无缝连接结合件的制备方法，包括以下步骤：
步骤A、将钨件(2)放置在定位槽(1a1)内部；
步骤B、将铜料(3)倒入至套管(1b)内部，铜料(3)将钨件(2)完全覆盖；
步骤C、将放好钨件(2)、铜料(3)的模具(1)放入至烧结炉中，烧结炉进行升温-保温-降温作业；
步骤D、降温后将模具(1)从烧结炉中取出，并将结合后的钨与铜结合件从模具(1)中取出。


2.根据权利要求1所述的一种钨与铜无焊料无缝连接结合件的制备方法，其特征在于：
所述的底座(1a)顶面向上凸设有支撑面(1a2)，定位槽(1a1)凹设与支撑面(1a2)上，套管(1b)下端套设与支撑面(1a2)外部。


3.根据权利要求2所述的一种钨与铜无焊料无缝连接结合件的制备方法，其特征在于：
所述的套管(1b)与支撑面(1a2)过盈配合或过度配合。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建峰，高勇，赵兰花，
申请(专利权)人：山东威尔斯通钨业有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37