一种高导热钨铜合金材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种高导热钨铜合金材料及其制备方法和应用，包括72~85份钨粉、15~25份铜粉、0.2~1份氧化镧粉、0.2~1份钴粉。所述的钨铜合金材料具有良好的致密度、导热性能，结构致密，组织均匀；通过在钨铜合金中加入氧化镧粉、钴粉能够有效弥补填充钨与铜之间、钨与钨之间的孔隙，提高钨铜间的润湿性，提高整体合金粉末的烧结性能，显著提高致密度以及导热性能；在本发明专利技术的配方体系下，通过使用不锈钢磨球以及采用丙酮作为研磨介质，能够最为有效的控制杂质的产生，通过湿法高能球磨改善钨粉的棱角，钨粉、铜粉、氧化镧粉、钴粉的结构得到进一步细化，松装密度变大，表面能降低，便于后续的烧结，促进烧结致密化。

【技术实现步骤摘要】
一种高导热钨铜合金材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及合金材料
，具体涉及一种高导热钨铜合金材料及其制备方法和应用。
技术介绍
钨铜具有非常好的导热性、导电性、抗电弧烧蚀能力、高温性能、塑性及其加工工艺性被作为电接触材料等，由于该合金与半导体硅材料具有非常相似的热膨胀系数而成为广泛应用的热沉材料、封装材料，因为高密度、高声速和高塑性被应用为破甲弹药型罩材料。钨和铜的熔点、热膨胀系数相差大，两种金属元素互不相溶，W和Cu组成的复合材料是一种典型的假合金。中国专利CN106141161A公开了一种用于制备电触头的铜碳化钨粉材料，包括碳化钨粉12～30份、铜粉16～27份、锡5～13份、钼粉3～17份、粘结剂2～10份、钴5～11份、金属陶瓷4～10份、稀土3～10份、铝硅金属间化合物3～9份、镍1～9份、铈1～8份、还原剂1～8份、碳酸锂1～9份、氧化镧1～9份。其用来解决的问题是：提高材料的耐电弧烧损能力、抗熔焊性和耐电磨损性能；其不可避免的用到了其他诸如锡、钼粉、粘结剂、金属陶瓷、稀土等其他原料，通过粘结剂粘合合金粉末，无法有效去除，会显著影响材料致密度，一般采取加热融化的方式去除，加热去除会产生气泡，也会显著影响致密度。中国专利CN105063411B公开了一种钨铜钴合金粉的制备方法，其按照重量百分比计，包括40～80％的结晶钨粉、16～60％的雾化铜粉和2～4％的羰基钴粉，其原料结晶钨粉为钨粉中最粗的一种规格。其并不同于本专利技术所述的钨粉，同时雾化铜粉并不同于本专利技术所述的铜粉，羰基钴粉也不同于本专利技术所述的钴粉，由于原料的不同，其制备工艺也与本专利技术大相庭径。粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末或金属粉末与非金属粉末的混合物作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。钨铜合金的致密化很大程度决定了它的应用价值，致密化程度越高，钨铜合金材料性能越好，应用越广泛。但是致密化并不是决定钨铜合金质量的唯一指标，导热等因素同样对材料的应用产生影响。
技术实现思路
本专利技术提供一种高导热钨铜合金材料及其制备方法和应用，所述的钨铜合金材料具有良好的致密度、导热性能，结构致密，组织均匀。本专利技术解决其技术问题采用以下技术方案：一种高导热钨铜合金材料，按重量份计，包括72~85份钨粉、15~25份铜粉、0.2~1份氧化镧粉、0.2~1份钴粉。作为一种优选方案，所述高导热钨铜合金材料按重量份计，包括75~85份钨粉、15~24份铜粉、0.4~1份氧化镧粉、0.4~1份钴粉。作为一种优选方案，所述高导热钨铜合金材料按重量份计，包括79.9份钨粉、19.6份铜粉、0.8份氧化镧粉、0.7份钴粉。作为一种优选方案，所述高导热钨铜合金材料按重量份计，包括78.9份钨粉、20份铜粉、0.6份氧化镧粉、0.5份钴粉。本专利技术的专利技术人在大量的研究中惊奇的发现，通过在钨铜合金中加入氧化镧粉、钴粉能够有效弥补填充钨与铜之间、钨与钨之间的孔隙，提高钨铜间的润湿性，提高整体合金粉末的烧结性能，显著提高致密度以及导热性能。作为一种优选方案，所述钨粉为改性钨粉，所述改性钨粉的制备方法为：将0.8~1.5份石墨烯均匀分散到180~250份混合溶剂中，得到混合液；所述混合溶剂由甲醇、二氯甲烷按照重量比1：（0.5~2）配制而成；将90~110份钨粉加入到混合液中，300~600W超声处理40~80min，以200~400rpm转速搅拌100~150min，过滤，干燥，得到预处理钨粉；将预处理钨粉放入550~640℃马弗炉中处理70~100min，取出后用行星式高能球磨机在400~700rpm转速下研磨45~60min，其中研磨介质为等量的无水乙醇，过滤，干燥，得到改性钨粉；所述的份均为重量份。本专利技术的专利技术人在大量的研究中发现，通过对钨粉进行改性处理，不规则的棱角被去除，改性后的钨粉变成了球形，能够显著的减少钨粉的团聚现象，在包裹铜的过程中，能够均匀的包裹，烧结时，能够有效的控制晶粒的生长，具有良好的烧结活性，且改性后能够便于后续的高能球磨处理，能够显著提高均匀性，能够显著提高致密度与导热性能。本专利技术还提供了一种高导热钨铜合金材料的制备方法，包含以下步骤：S1、按照重量份配比称取72~85份钨粉、15~25份铜粉、0.2~1份氧化镧粉、0.2~1份钴粉，真空干燥；S2、将S1所得物加入到行星式高能球磨机中，球磨，得到混合料；S3、将混合料采用热等静压方法进行烧结，烧结使用氮气做加压介质，冷却，即得高导热钨合金材料。本专利技术的专利技术人在大量的研究中发现，在本专利技术的配方体系下，通过使用不锈钢磨球以及采用丙酮作为研磨介质，能够最为有效的控制杂质的产生，通过湿法高能球磨能够进一步的改善钨粉（或改性钨粉）的棱角，钨粉、铜粉、氧化镧粉、钴粉的结构得到进一步细化，松装密度变大，表面能降低，便于后续的烧结，促进烧结致密化，钨粉能够均匀的包裹铜粉，同时钨粉、铜粉孔隙间均匀的填充氧化镧粉、钴粉，从而显著提高致密度以及导热性能。同时专利技术人发现，在本专利技术的配方体系下，采用丙酮作为研磨介质相比于其他研磨介质，能够有效控制杂质的产生，同时球磨的更加紧实，钨粉能够更加均匀的包裹铜粉。作为一种优选方案，所述S1按照重量份配比称取79.9份钨粉、19.6份铜粉、0.8份氧化镧粉、0.7份钴粉。作为一种优选方案，所述真空干燥温度为80~95℃，真空度为6~12Pa，干燥时间为10~18min。作为一种优选方案，所述行星式高能球磨机转速为600~1000rpm，球磨时间为6~10h，磨球为不锈钢球，球料重量比为（3~6）：1，所述球磨介质为丙酮，球磨介质与物料重量比为（0.5~2）：1。作为一种优选方案，所述烧结温度为1350~1500℃，烧结时间为3~6h。本专利技术还提供了一种高导热钨铜合金在5G领域中的应用。本专利技术的有益效果：（1）本专利技术所述的钨铜合金材料具有良好的致密度、导热性能，结构致密，组织均匀；（2）通过在钨铜合金中加入氧化镧粉、钴粉能够有效弥补填充钨与铜之间、钨与钨之间的孔隙，提高钨铜间的润湿性，提高整体合金粉末的烧结性能，显著提高致密度以及强度；（3）在本专利技术的配方体系下，通过使用不锈钢磨球以及采用丙酮作为研磨介质，能够最为有效的控制杂质的产生，通过湿法高能球磨能够进一步的改善钨粉（或改性钨粉）的棱角，钨粉、铜粉、氧化镧粉、钴粉的结构得到进一步细化，松装密度变大，表面能降低，便于后续的烧结，促进烧结致密化，钨粉能够均匀的包裹铜粉，同时钨粉、铜粉孔隙间均匀的填充氧化镧粉、钴粉，从而显著提高致密度以及导热性能。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高导热钨铜合金材料，其特征在于，按重量份计，包括72~85份钨粉、15~25份铜粉、0.2~1份氧化镧粉、0.2~1份钴粉。/n

【技术特征摘要】
1.一种高导热钨铜合金材料，其特征在于，按重量份计，包括72~85份钨粉、15~25份铜粉、0.2~1份氧化镧粉、0.2~1份钴粉。


2.根据权利要求1所述的高导热钨铜合金材料，其特征在于，所述高导热钨铜合金材料按重量份计，包括75~85份钨粉、15~24份铜粉、0.4~1份氧化镧粉、0.4~1份钴粉。


3.根据权利要求1所述的高导热钨铜合金材料，其特征在于，所述高导热钨铜合金材料按重量份计，包括79.9份钨粉、19.6份铜粉、0.8份氧化镧粉、0.7份钴粉。


4.根据权利要求1所述的高导热钨铜合金材料，其特征在于，所述高导热钨铜合金材料按重量份计，包括78.9份钨粉、20份铜粉、0.6份氧化镧粉、0.5份钴粉。


5.一种高导热钨铜合金材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
S1、按照重量份配比称取72~85份钨粉、15~25份铜粉、0.2~1份氧化镧粉、0.2~1份钴粉，真空干燥；
S2、将S1所得物加入到行星式高能球磨机中，球磨，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：温浩月，
申请(专利权)人：广州市华司特合金制品有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44