发明公布-202411142720.1-基于金属粉末注射成型工艺制备的高强度高导热铜合金

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(19)国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 118951020 A
(43)申请公布日 2024.11.15
(21)申请号 202411142720 .1
(22)申请日 2024 .08 .20
(71)申请人无锡鑫巨宏智能科技股份有限公司
地址 214000 江苏省无锡市新吴区新锦路
106号
(72)发明人李晓贤
C22C 32/00 (2006 .01)
C22C 1/05 (2023 .01)
C08G 81/00 (2006 .01)
(74)专利代理机构南京明杰知识产权代理事务
所(普通合伙) 32464
专利代理师陈兰
(51)Int .Cl .
B22F 3/22 (2006 .01)
B22F 1/103 (2022 .01)
B22F 1/102 (2022 .01)
B22F 3/10 (2006 .01)
C22C 9/00 (2006 .01)
权利要求书2页
CN 118951020 A
(54)发明名称
基于金属粉末注射成型工艺制备的高强度
高导热铜合金
(57)摘要
本发明涉及铜合金技术领域，具体为基于金
属粉末注射成型工艺制备的高强度高导热铜合
金。方案以铜粉、钼粉、钴粉、不锈钢粉和碳化硅
粉混合作为复配粉末，并对复配粉末表面改性，
一方面提高复配粉末与粘结剂之间的相容性，
得粘结剂能够均匀包覆在复配粉末表面，另一方
面，复配粉末表面改性后，粉末之间相互作用，能
够改善喂料的流动性粉末负载能力，接着方案通
过注射成型工艺制备铜合金，该铜合金具有优异
的力学性能和硬度，且产品的导热性能也较为优
耐磨性能好，
符合实际应用需求。
说明书8页
CN 118951020 A
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1 .基于金属粉末注射成型工艺制备的高强度高导热铜合金，其特征在于：高导热铜合
金具体制备步骤为：
步骤（1）：将铜粉、钼粉、
钴粉、
不锈钢粉和碳化硅粉混合，
搅拌均匀，
得到复配粉末；
步骤（2）：将巯基化聚乙二醇和含有乙烯基的羟基支化聚酯混合，丙酮溶解，超声分散
20~30min，
得到改性剂；
取复配粉末，超声分散20~30min，加入改性剂，140~150℃下高速搅拌1~2h，高速搅拌时
转速为800~1000rpm，
出料，洗涤干燥，
得到粉末A；
步骤（3）：将羧基化聚酯和丙酮混合，
搅拌均匀，
得到羧基化聚酯溶液；
取复配粉末，超声分散20~30min，加入羧基化聚酯溶液和异辛酸亚锡，130~140℃下高
速搅拌1~2h，高速搅拌时转速为800~1000rpm，
出料，洗涤干燥，
得到粉末B；
步骤（4）：将粉末A、
粉末B和粘结剂混合，
经混料机混炼，混炼温度为150~155℃，混炼时
间为2~3h，造粒形成喂料颗粒，注射成形，
得到注射坯料；
将注射坯料通过溶剂脱脂，再转移至真空脱脂炉中，氢气气氛下热脱脂，接着转移至烧
结炉中，氢气气氛下烧结，
随炉冷却，
得到铜合金。
2 .根据权利要求1所述的基于金属粉末注射成型工艺制备的高强度高导热铜合金，其
特征在于：步骤（4）中，注射成形时，注射温度为170~175℃，注射压力为120MPa；溶剂脱脂
时，溶剂为正庚烷，溶剂脱脂温度30~60℃，脱脂时间为6~10h；热脱脂温度为600~800℃，热
脱脂时间为30~60min；烧结温度为1060~1080℃，烧结时间为2~3h；以上过程升温时升温速
率为3~5℃/min。
3 .根据权利要求1所述的基于金属粉末注射成型工艺制备的高强度高导热铜合金，其
特征在于：步骤（1）中，复配粉末各物质用量为：以质量百分比计，钼粉0 .05wt%~0 .2wt%、钴
粉0 .05wt%~0 .3wt%、
不锈钢粉8wt%~10wt%、
碳化硅粉5wt%~8wt%，
余量为铜粉。
4 .根据权利要求1所述的基于金属粉末注射成型工艺制备的高强度高导热铜合金，其
特征在于：步骤（4）中，各组分用量为：以质量份计，45wt%~55wt%粉末A、
5wt%~10wt%粉末B，
其余为粘结剂；粘结剂各组分用量具体为：乙烯‑乙酸乙烯共聚物10wt%~15wt%、
高密度聚乙
烯10wt%~15wt%、
硬脂酸3wt%~5wt%，其余为石蜡。
5 .根据权利要求1所述的基于金属粉末注射成型工艺制备的高强度高导热铜合金，其
特征在于：步骤（2）中，所述改性剂的用量为复配粉末的0 .5wt%~1wt%，所述巯基化聚乙二醇
和含有乙烯基的羟基支化聚酯的质量比为1：
（4~5）；
步骤（3）中，所述羧基化聚酯的用量为复配粉末的0 .5wt%~1wt%，所述异辛酸亚锡的用
量为羧基化聚酯的1~1 .5wt%。
6 .根据权利要求1所述的基于金属粉末注射成型工艺制备的高强度高导热铜合金，其
特征在于：所述含有乙烯基的羟基支化聚酯的制备步骤为：将端羟基超支化聚酯、
四氢呋喃
和三乙胺混合，30~40℃下搅拌至完全溶解，加入甲基丙烯酰氯，25~30℃下反应20~24h，离
心收集产物，洗涤干燥，
得到含有乙烯基的羟基支化聚酯；
羧基化聚酯的制备步骤为：将端羟基超支化聚酯、丙酮和马来酸酐混合，搅拌均匀，加
入0 .1mL三乙胺，
100~110℃下反应3~4h，
反应结束后收集产物，
得到羧基化聚酯。
7 .根据权利要求6所述的基于金属粉末注射成型工艺制备的高强度高导热铜合金，其
特征在于：所述端羟基超支化聚酯、
甲基丙烯酰氯的摩尔比为1：
（5~6）；三乙胺的用量为甲
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基丙烯酰氯质量的1~1 .2倍；所述端羟基超支化聚酯、
马来酸酐的摩尔比为1：
（15~20）。
8 .根据权利要求6所述的基于金属粉末注射成型工艺制备的高强度高导热铜合金，其
特征在于：端羟基超支化聚酯的制备步骤为：将聚乙二醇、2 ,2‑二羟甲基丙酸混合，氮气环
境下搅拌均匀，加热升温至140~150℃，加入对甲苯磺酸，反应3~4h，抽真空除水，收集产物，
得到端羟基超支化聚酯；对甲苯磺酸的用量为单体总质量的0 .4wt%~ 0 .6wt%；所述聚乙二
2 ,2‑二羟甲基丙酸的摩尔比为1：
12。
9 .根据权利要求1所述的基于金属粉末注射成型工艺制备的高强度高导热铜合金，其
特征在于：巯基化聚乙二醇的制备步骤为：将聚乙二醇、
巯基乙酸混合，
甲苯溶解，80~ 85℃
油浴下搅拌至溶液澄清，加入对甲苯磺酸，升温至120~130℃，回流反应10~15h，反应液滴入
冷乙醚中沉淀，
纯化洗涤，
得到巯基化聚乙二醇。
10 .根据权利要求9所述的基于金属粉末注射成型工艺制备的高强度高导热铜合金，其
特征在于：对甲苯磺酸的用量为聚乙二醇的3wt%~5wt%；所述巯基乙酸和聚乙二醇的摩尔比
为（1~1 .2）：
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基于金属粉末注射成型工艺制备的高强度高导热铜合金
技术领域
[0001] 本发明涉及铜合金技术领域，
具体为基于金属粉末注射成型工艺制备的高强度高
导热铜合金。
背景技术
[0002] 现有光通讯领域中使用的散热模块（housing）大部分采用锌合金材料压铸或纯铜
机加工生产制造，其锌合金性能低下，已满足不了先进科技发展的需求，纯铜加工效力低，
成本高昂。
[0003] 现有技术中一般会采用粉末冶金工艺制备铜合金材料，
很少见到通过金属粉末注
射成型工艺制备铜合金的方案，因此基于该情况，本申请公开了一种基于金属粉末注射成
型工艺制备的高强度高导热铜合金，制备得到力学性能优异，且硬度较高的导热铜合金。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供基于金属粉末注射成型工艺制备的高强度高导热铜合金，
以解决上述背景技术中提出的问题。
[0005] 为了解决上述技术问题，
本发明提供如下技术方案：基于金属粉末注射成型工艺
制备的高强度高导热铜合金，
包括以下步骤：
步骤（1）：将铜粉、钼粉、钴粉、不锈钢粉和碳化硅粉混合，搅拌均匀，得到复配粉
步骤（2）：将巯基化聚乙二醇和含有乙烯基的羟基支化聚酯混合，丙酮溶解，超声
分散20~30min，
得到改性剂；
取复配粉末，超声分散20~30min，加入改性剂，140~150℃下高速搅拌1~2h，高速搅
拌时转速为800~1000rpm，
出料，洗涤干

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