发明公布-202011098009.2-一种注射成型制备CuW60-CuW90金属型材零件的加工工艺

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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 112355304 A
(43)申请公布日 2021.02.12
(21)申请号 202011098009 .2
(22)申请日 2020 .10 .14
C22C 1/08 (2006 .01)
C22C 27/04 (2006 .01)
(71)申请人陕西斯瑞新材料股份有限公司
地址 710077 陕西省西安市长安区高新区
丈八七路12号
(72)发明人周宁
(74)专利代理机构北京栈桥知识产权代理事务
所(普通合伙) 11670
代理人余柯薇
(51)Int .Cl .
B22F 1/00 (2006 .01)
B22F 3/11 (2006 .01)
B22F 3/22 (2006 .01)
B22F 3/26 (2006 .01)
C22C 1/04 (2006 .01)
CN 112355304 A
权利要求书1页
(54)发明名称
一种注射成型制备CuW60-CuW90金属型材零
件的加工工艺
(57)摘要
本发明公开了一种注射成型制备CuW60‑
CuW90金属型材零件的加工工艺，
S1钨坯制备：
用1～10um球形钨粉，
加入蜡基‑高分子粘结剂进
行混炼，
在喂料机上制备注射成型的喂料，
射机上加入喂料进行注射成型，
得到钨坯；
S2脱
脂烧结：
对所得钨坯依次进行脱脂和高温烧结；
S3渗铜成产：
再放入真空炉进行渗铜，
按钨坯的
重量计算渗铜所需要的铜粉重量，
将铜粉制成铜
粉坯；
将制好的铜粉坯放在烧结后钨坯的上部，
组成钨坯与铜坯的装配体；
将装配好的钨坯及铜
坯放入高温烧结炉中，
在1350‑1400℃烧结熔渗
300‑360min，
冷却后得到成品CuW零件。本发明方
法有效的解决了CuW材料传统的生产方式中仅能
生产简单形状的问题，
并且无需开模，
适用场景
成本低，
具有机械加工所不具有的优势。
说明书6页
附图4页
CN 112355304 A
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1 .一种注射成型制备CuW60-CuW90金属型材零件的加工工艺，
其特征在于，
包括以下步
S1钨坯制备：
采用1～10um球形钨粉，
加入蜡基-高分子粘结剂进行混炼，
在喂料机上制
备注射成型的喂料，
在注射机上加入喂料进行注射成型，
得到钨坯；
S2脱脂烧结：
对所得钨坯依次进行脱脂和高温烧结，
以获得钨坯孔隙率为15～60％、密
度达到8 .0～15 .5g/cm 的钨骨架；
S3渗铜成产：
再放入真空炉进行渗铜，
按钨坯的重量计算渗铜所需要的铜粉重量，
粉制成铜粉坯；
将制好的铜粉坯放在烧结后钨坯的上部，
组成钨坯与铜坯的装配体；
将装配
好的钨坯及铜坯放入高温烧结炉中，
在1350-1400℃烧结熔渗300-360min，
冷却后得到成品
CuW零件，
其中，
所成产的CuW零件的致密度达到98％以上。
2 .如权利要求1所述的一种注射成型制备CuW60-CuW90金属型材零件的加工工艺，
征在于，
所述蜡基-高分子粘结剂占球形钨粉总质量比的9-11％。
3 .如权利要求2所述的一种注射成型制备CuW60-CuW90金属型材零件的加工工艺，
征在于，
所述蜡基-高分子粘结剂按重量百分比计，
包括：
2-9％聚乙烯醋酸乙烯脂、
1-10％
微晶蜡、20-35％高密度聚乙烯、3-7％硬脂酸、1-2％聚山梨酯、0 .5-1 .5％抗氧化剂、0 .51 .5％单硬脂酸甘油酯、
余量的石蜡。
4 .如权利要求3所述的一种注射成型制备CuW60-CuW90金属型材零件的加工工艺，
征在于，
所述蜡基-高分子粘结剂与球形钨粉混炼方法具体为：
S1-1：
按比例秤取蜡基-高分子粘结剂的各个成分，
备用；
S1-2：
将球形钨粉放入混料机中并预热至120-200℃，
随后将石蜡加入混料机中，
蜡开始融化后依次加入聚乙烯醋酸乙烯脂、
硬脂酸、
抗氧化剂，
继续升温至180-210℃，
均匀；
S1-3：
将微晶蜡加热融化并加入聚山梨酯、
单硬脂酸甘油酯不断搅拌，
搅拌均匀后加入
高密度聚乙烯继续搅拌，
然后将所制成的混合物加入到步骤S1-2的混合料中，
继续搅拌直
至蜡基-高分子粘结剂完全融化，
并保温15-20min完成混炼。
5 .如权利要求1所述的一种注射成型制备CuW60-CuW90金属型材零件的加工工艺，
征在于，
所述蜡基-高分子粘结剂的添加量具体为：
蜡基-高分子粘结剂占球形钨粉总质量
比的9-11％。
6 .如权利要求1所述的一种注射成型制备CuW60-CuW90金属型材零件的加工工艺，
征在于，
所述步骤S2中脱脂方法具体为：
将钨坯放入脱脂炉内并关闭炉门，
真空泵不断对炉
内抽气，
保护气体不断地通过注气管进入炉体内部，
将温度以80-120℃/min加热至14501780℃，
并持续保温30-60min，
持续保温期间对钨坯施加逐渐衰减的静电场，
粘结剂受热转
变为气态外散，
其中一部分通过脱脂管道捕集，
另一部分与保护气体混合夹杂排出。
7 .如权利要求6所述的一种注射成型制备CuW60-CuW90金属型材零件的加工工艺，
征在于，
所述静电场的电场强度为2200-2400V/cm，
衰减速率为每3-5分钟电场强度衰减
100-200V/cm。
CN 112355304 A
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一种注射成型制备CuW60-CuW90金属型材零件的加工工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及金属型材制造技术领域，
具体是涉及一种注射成型制备CuW60-CuW90
金属型材零件的加工工艺。
背景技术
[0002] CuW材料应用非常广泛，
它常使用在电力开关的电接触触头行业，
航空航天的火箭
喷口及半导体集成电路芯片的散热材料。尤其是作为芯片的散热材料，
它具有高导热及低
膨胀的特性被广泛采用。
[0003] CuW材料常用的制造方法是模具成型-高温预烧骨架-高温渗铜，
再通过后面的机
械加工成需要的零件。但这种制造方法只适合生产一些简单形状的CuW材料的零件。
[0004] 目前市场上的CuW材料，
大多采用传统的生产方式，
只能生产成简单的形状，
用机械加工的方法制造所需要的零件。对于一些数量少，
种类多的场合，
模具生产周期长，
成本高。而对一些复杂形状的，
采用机械加工的零件，
无法生产，
因此为解决上述技术问题，
现需要一种新型的制备方法来制备复杂形状的CuW材料零件。
发明内容
[0005] 为解决上述技术问题，
本发明提供了一种注射成型制备CuW60-CuW90金属型材零
件的加工工艺。
[0006] 本发明的技术方案是：
一种注射成型制备CuW60-CuW90金属型材零件的加工工艺，
包括以下步骤：
[0007] S1钨坯制备：
采用常规的1～10um球形钨粉，
加入蜡基-高分子粘结剂进行混炼，
喂料机上制备注射成型的喂料，
在注射机上加入喂料进行注射成型，
得到钨坯；
[0008] S2脱脂烧结：
对所得钨坯依次进行脱脂和高温烧结，
以获得钨坯孔隙率为15～
60％、
密度达到8 .0～15 .5g/cm 的钨骨架；
[0009] S3渗铜成产：
再放入真空炉进行渗铜，
按钨坯的重量计算渗铜所需要的铜粉重量，
将铜粉制成铜粉坯；
将制好的铜粉坯放在烧结后钨坯的上部，
组成钨坯与铜坯的装配体；
装配好的钨坯及铜坯放入高温烧结炉中，
在1350-1400℃烧结熔渗300-360min，
冷却后得到
成品CuW零件，
其中，
所成产的CuW零件的致密度达到98％以上。
[0010] 进一步地，
所述蜡基-高分子粘结剂占球形钨粉总质量比的9-11％。
[0011] 更进一步地，
所述蜡基-高分子粘结剂按重量百分比计，
包括：
2-9％聚乙烯醋酸乙
烯脂、
1-10％微晶蜡、
20-35％高密度聚乙烯、
3-7％硬脂酸、
1-2％聚山梨酯、
0 .5-1 .5％抗氧
化剂、
0 .5-1 .5％单硬脂酸甘油酯、
余量的石蜡。使用上述自主开发的蜡基-高分子粘结剂能
够有利于后续脱脂对粘结剂的去除，
从而得到致密度更高的CuW合金金属型材零件。
[0012] 更进一步地，
所述蜡基-高分子粘结剂与球形钨粉混炼方法具体为：
[0013]

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