一種難熔金屬合金超薄板材和箔材，及其製備方法

2023-06-02 14:32:26

專利名稱：一種難熔金屬合金超薄板材和箔材，及其製備方法
技術領域：
本發明涉及合金製備領域，尤其涉及一種難熔金屬合金超薄板材和箔材，及其製備方法。
背景技術：
在難熔金屬材料行業內，通常將板材厚度小於O. Imm的難熔金屬及其合金材料稱為箔材；將板材厚度在O. l-3mm的難熔金屬及其合金材料稱為薄板；將材料厚度大多集中在O. Imm至Imm左右的板材取名「超薄板材」。國內外現有的難熔金屬合金超薄板材生產技術主要有帶粉燒結法和傳統的燒結軋製法。 帶粉燒結法如美國專利(US 4605599A)中所述，但採用該工藝生產的材料密度低，且在厚度方向上形成成分梯度和密度梯度，造成性能不均。傳統的燒結軋制工藝為配粉一混粉一壓坯一燒結一開坯一打磨一酸鹼洗一熱軋—退火一熱軋一退火一鹼洗一冷軋一(重複進行退火和冷軋多次)一退火一冷軋一精整等，要生產小於O. Imm的箔材，大約需要20道以上的工序。傳統生產工藝的不足主要表現為生產工序長、成品率低、能耗高、效率低、成本高、汙染環境。高比重合金箔材在電子、通訊、半導體、照明、安全、醫療等諸多領域中有著廣泛的應用。就目前而言，製備高比重合金箔材的關鍵在於製備難熔金屬合金超薄板材。現有的難熔金屬合金超薄板材製備過程中，通常加入粘結劑，如液體石蠟、丙醇、聚乙烯、合成樹脂等，因此在後續工藝中必須進行粘結劑脫出的步驟，並且殘留的粘結劑在燒結中存在碳化現象，不但降低了材料的純度，而且會減少生產設備的使用壽命，增加了生產成本，生產效率低，這使得後續進一步製備高比重合金箔材(厚度在150 μ m以下)時，存在著工序長，設備投資大，工藝複雜，生產效率低等問題。

發明內容
本發明所解決的技術問題在於克服了現有技術中難熔金屬合金超薄板材製備工藝複雜，生產效率低，生產成本高等問題，提供了一種難熔金屬合金超薄板材和箔材，及其製備方法。本發明的製備方法不僅使製得的合金材料的純度高，還極大地降低了生產成本，簡化了生產工藝，提高了生產效率。本發明的難熔金屬合金超薄板材內部組織結構均勻，厚度一般在O. 25-0. 8_，後續只需要進行一至六道次軋制，或者短時間研磨加工，即可製得厚度為10-150 μ m的高比重箔材產品。本發明通過以下技術方案解決上述技術問題。本發明提供了一種難熔金屬合金超薄板材的製備方法，其包括下述步驟(I)將原料50-99%的鎢粉或鑰粉，以及50-1%的下述物質中的一種或多種鐵粉、鎳粉和銅粉，與乙醇混合均勻得混合料；所述乙醇的用量為相對於所述原料總重量的O. 5%以下；所述的百分比為重量百分比；(2)將所述混合料於120-140°c下預熱，預熱均勻後進行壓制，得生板坯；所述生板還的厚度為O. 3-0. 9mm ；(3)將所述生板坯於無氧條件下進行燒結、冷卻，即得。步驟(I)中，所述原料較佳地為下述組合中的任一種50-95%的鎢粉、2-40%的鎳粉和1-30%的鐵粉；50-95%的鎢粉、2-40%的鎳粉和1-30%的銅粉；50-90%的鎢粉和10-50%的銅粉；和，50-90%的鑰粉和10-50%的銅粉；所述的百分比為重量百分比。步驟(I)中，所述原料更佳地為下述組合中的任一種·50-95%的鎢粉、3-30%的鎳粉和2-20%的鐵粉；和，50-95%的鎢粉、3-30%的鎳粉和2_20%的銅粉；所述的百分比為重量百分比。本發明中，所述的鎢粉、鑰粉、鎢粉、鎳粉和鐵粉均為本領域常規使用的粉料，該些粉末的粒徑範圍也均為常規選擇。步驟(I)中，所述乙醇的用量較佳地為相對於所述原料總重量的I. 5-4. 5%0。所述的乙醇可為常規使用的化學純乙醇和/或分析純乙醇。步驟(I)中，所述混合的方法和條件可為本領域常規使用的方法和條件。所述的混合較佳地在機械式混料機中進行。所述混料機的轉速較佳地為5-50rpm。所述混合的時間較佳地為1-8小時。步驟(2)中，所述預熱的保溫時間以物料受熱均勻為準，較佳地為15分鐘以上。所述預熱的氣氛較佳地為空氣氣氛、氫氣氣氛或氨分解氣氛。步驟(2)中，所述壓制的方法和條件可為本領域常規使用的方法和條件。所述的壓制較佳地為模壓、軋制或等靜壓壓制。所述壓制的設備較佳地預熱至80-120°C後使用。所述壓制的設備是指模具和軋輥等。其中，所述模壓的單位壓制壓力較佳地為O. 6-1. 2噸/cm2。所述模壓的保壓時間較佳地為30s-3min。其中，所述軋制的單位軋制壓力較佳地為O. 8-1. 5噸/cm2。所述軋制的速度較佳地為 3_15m/min。其中，所述等靜壓壓制的單位壓制壓力較佳地為2. 1-3. O噸/cm2。所述等靜壓壓制的保壓時間較佳地為30s-5min。步驟(3)中，所述的無氧條件可為本領域常規使用的無氧條件，較佳地為氫氣氣氛、氨分解氣氛或真空氣氛。步驟(3)中，所述燒結的方法和條件可為本領域常規使用的方法和條件。所述燒結的溫度較佳地為1350-1600°C。所述燒結的保溫時間較佳地為1-5小時。步驟(3)中，所述冷卻的方法和條件可為本領域常規的方法和條件。所述冷卻的目標溫度較佳地為200°C以下。本發明還提供了由上述製備方法所製得的難熔金屬合金超薄板材。本發明中，所述難熔金屬合金超薄板材的厚度一般為O. 25-0. 8mm。本發明還提供了一種難熔金屬合金箔材的製備方法，其包括下述步驟將所述的難熔金屬合金超薄板材進行一至六道次軋制，或研磨加工，至厚度為10-150 μ m,即可。其中，所述軋制的方法和條件為本領域常規方法和條件。
所述研磨加工的方法和條件為本領域常規的方法和條件。本發明還提供了一種由上述製備方法所製得的難熔金屬合金箔材。本發明中，所述的難熔金屬合金箔材的厚度一般為10-150 μ m。在符合本領域常識的基礎上，上述各優選條件，可任意組合，即得本發明各較佳實例。本發明所用試劑和原料均市售可得。本發明的積極進步效果在於本發明的製備方法操作簡單易行，工藝步驟少，在原料粉末中不加入粘結劑，減少·了後續工藝中脫出粘結劑的步驟，不僅保證了材料的純度、而且還極大地降低了生產成本，提高了生產效率。本發明的難熔金屬合金超薄板材純度高，內部組織結構均勻，且後續只需要一至六道次軋制，或只經過短時間的研磨加工，即可製備出難熔金屬合金超薄板材及厚度為10-150 μ m箔材產品。
具體實施例方式下面通過實施例的方式進一步說明本發明，但並不因此將本發明限制在所述的實施例範圍之中。下列實施例中未註明具體條件的實驗方法，按照常規方法和條件，或按照商品說明書選擇。下述各個實施例中，「相對密度」是指難熔金屬合金超薄板材的實際密度相對於其理論密度的比值。實施例I難熔金屬合金超薄板材的製備方法(I)按重量百分比稱取95%的鎢粉末(其粉末費氏平均粒度為2. 5 μ m)、3%的鎳粉末(其粉末費氏平均粒度為3. 5μπι)、2%的鐵粉末(其粉末費氏平均粒度為45 μ m)作為原料,加入相對於原料總重量3. 5%。的化學純乙醇,在機械式粉末混合機內以50rpm的轉速混合I小時，至混合均勻得混合料；(2)將混合料裝入粉末桶中，置於烘箱內，於空氣氣氛下加熱至120°C，保溫30min ;同時將軋機的軋輥預熱至120°C ;將粉末桶從烘箱中取出，在軋機中進行連續軋制，單位軋制壓力為I. O噸/cm2,軋制速度為8m/min,得厚度為O. 75mm的生板還；(3)將生板坯放置在陶瓷燒舟中，生板坯各層之間採用陶瓷纖維布進行分割，在氨分解氣氛下進行燒結，燒結溫度為1550°C，保溫時間為3小時。燒結完成後，繼續在氨分解氣氛下進行冷卻至200°C以下，獲得厚度為O. 65mm的鎢鎳鐵合金超薄板材。所得鎢鎳鐵合金超薄板材的相對密度達到98. 5%，碳含量小於O. 008%wt。難熔金屬合金箔材的製備方法，其步驟如下將實施例I的鎢鎳鐵合金超薄板材進行六道次軋制，至厚度為10 μ m,即可。實施例2難熔金屬合金超薄板材的製備方法(I)按重量百分比稱取95%的鎢粉末(其粉末費氏平均粒度為2. 5 μ m)、3%的鎳粉末(其粉末費氏平均粒度為3. 5μπι)、2%的鐵粉末(其粉末費氏平均粒度為45 μ m)作為原料,加入相對於原料總重量3. 5%。的化學純乙醇,在機械式粉末混合機內以IOrpm的轉速混合8小時，至混合均勻得混合料；(2)將混合料裝入粉末桶中，置於烘箱內，於空氣氣氛下加熱至120°C，保溫15min ;同時將軋機的軋輥預熱至120°C;將粉末桶從烘箱中取出，迅速在軋機中進行連續軋制，單位軋制壓力為I. 4噸/cm2,車L制速度為5m/min,得厚度為O. 3mm的生板還；(3)將生板坯放置在陶瓷燒舟中，生板坯各層之間採用陶瓷纖維布進行分割，在氨分解氣氛下進行燒結，燒結溫度為1520°C，保溫時間為I小時。燒結完成後，繼續在氨分解氣氛下進行冷卻至200°C以下，獲得厚度為O. 25mm的鎢鎳鐵合金超薄板材。所得鎢鎳鐵合金超薄板材的相對密度達到98. 5%，碳含量小於O. 008%wt。
難熔金屬合金箔材的製備方法，其步驟如下將實施例2的鎢鎳鐵合金超薄板材進行研磨加工，至厚度為150 μ m,即可。實施例3難熔金屬合金超薄板材的製備方法(I)按重量百分比稱取95%的鎢粉末(其粉末費氏平均粒度為2. 5 μ m)、3%的鎳粉末(其粉末費氏平均粒度為3. 5μπι)、2%的銅粉末(其粉末費氏平均粒度為50 μ m)作為原料,加入相對於原料總重量I. 5%。的化學純乙醇,在機械式粉末混合機內以50rpm的轉速混合I小時，至混合均勻得混合料；(2)將混合料裝入粉末桶中，置於烘箱內，於空氣氣氛下加熱至140°C，保溫30min ;同時將軋機的軋輥預熱至80°C ;將粉末桶從烘箱中取出，迅速在軋機中進行連續軋制，單位軋制壓力為O. 8噸/cm2,車L制速度為10m/min,得厚度為O. 75mm的生板還；(3)將生板坯放置在陶瓷燒舟中，生板坯各層之間採用陶瓷纖維布進行分割，在氨分解氣氛下進行燒結，燒結溫度為1450°C，保溫時間為3小時。燒結完成後，繼續在氨分解氣氛下進行冷卻至200°C以下，獲得厚度為O. 7mm的鎢鎳銅合金超薄板材。所得鎢鎳銅合金超薄板材的相對密度達到98. 3%，碳含量小於O. 006%wt。實施例4難熔金屬合金超薄板材的製備方法(I)按重量百分比稱取95%的鎢粉末(其粉末費氏平均粒度為2. 5 μ m)、3%的鎳粉末(其粉末費氏平均粒度為3. 5μπι)、2%的銅粉末(其粉末費氏平均粒度為50 μ m)作為原料,加入相對於原料總重量I. 5%。的化學純乙醇,在機械式粉末混合機內以5rpm的轉速混合8小時，至混合均勻得混合料；(2)將混合料裝入粉末桶中，置於烘箱內，於氫氣氣氛下加熱至140°C，保溫30min ;同時將軋機的軋輥預熱至80°C ;將粉末桶從烘箱中取出，迅速在軋機中進行連續軋制，單位軋制壓力為I. 2噸/cm2,車L制速度為4m/min,得厚度為O. 35mm的生板還；(3)將生板坯放置在陶瓷燒舟中，生板坯各層之間採用陶瓷纖維布進行分割，在氨分解氣氛下進行燒結，燒結溫度為1400°C，保溫時間為I小時。燒結完成後，繼續在氨分解氣氛下進行冷卻至200°C以下，獲得厚度為O. 3mm的鎢鎳銅合金超薄板材。所得鎢鎳銅合金超薄板材的相對密度達到98. 3%，碳含量小於O. 006%wto實施例5難熔金屬合金超薄板材的製備方法(I)按重量百分比稱取85%的鎢粉末(其粉末費氏平均粒度為2. 5 μ m)、15%的銅粉末作為原料(其粉末費氏平均粒度為50 μ m)，加入相對於原料總重量2.5%。的化學純乙醇，在機械式粉末混合機內以25rpm的轉速混合4小時,至混合均勻得混合料；(2)將混合料裝入粉末桶中，置於烘箱內，於氨分解氣氛下加熱至130°C，保溫20min ;同時將軋機的軋輥預熱至80°C ;將粉末桶從烘箱中取出，迅速在軋機中進行連續軋制，單位軋制壓力為I. I噸/cm2,車L制速度為8m/min,獲得厚度為O. 9mm的生板還；(3)將生板坯放置在陶瓷燒舟中，生板坯各層之間採用陶瓷纖維布進行分割，在氨分解氣氛下進行燒結，燒結溫度為1450°C，保溫時間為3小時。燒結完成後，繼續在氨分解氣氛下進行冷卻至200°C以下，獲得厚度為O. 8mm的鎢銅合金超薄板材。所得鎢銅合金超薄板材的相對密度達到98. 6%，碳含量小於O. 005%wto
實施例6難熔金屬合金超薄板材的製備方法(I)按重量百分比稱取85%的鎢粉末(其粉末費氏平均粒度為2. 5 μ m)、15%的銅粉末(其粉末費氏平均粒度為50 μ m),加入相對於原料總重量4. 5%。的化學純乙醇,在機械式粉末混合機內以IOrpm的轉速混合7小時,至混合均勻得混合料；(2)將混合料裝入粉末桶中，置於烘箱內，於氨分解氣氛下加熱至130°C，保溫20min ;同時將軋機的軋輥預熱至80°C ;將粉末桶從烘箱中取出，迅速在軋機中進行連續軋制，單位軋制壓力為I. 4噸/cm2,車L制速度為3m/min,得厚度為O. 35mm的生板還；(3)將生板坯放置在陶瓷燒舟中，生板坯各層之間採用陶瓷纖維布進行分割，在氨分解氣氛下進行燒結，燒結溫度為1400°C，保溫時間為I小時。燒結完成後，繼續在氨分解氣氛下進行冷卻至200°C以下，獲得厚度為O. 3mm的鎢銅合金超薄板材。所得鎢銅合金超薄板材的相對密度達到98. 6%，碳含量小於O. 005%wt。實施例7難熔金屬合金超薄板材的製備方法(I)按重量百分比稱取85%的鑰粉末(其粉末費氏平均粒度為3. 5 μ m)、15%的銅粉末(其粉末費氏平均粒度為50 μ m),加入相對於原料總重量I. 5%。的化學純乙醇,在機械式粉末混合機內以50rpm的轉速混合3小時,至混合均勻得混合料；(2)將混合料裝入粉末桶中，置於烘箱內，於氫氣氣氛下加熱至120°C，保溫30min ;同時將軋機的軋輥預熱至80°C ;將粉末桶從烘箱中取出，迅速在軋機中進行連續軋制，單位軋制壓力為I. O噸/cm2,車L制速度為8m/min,得厚度為O. 9mm的生板還；(3)將生板坯放置在陶瓷燒舟中，生板坯各層之間採用陶瓷纖維布進行分割，在氨分解氣氛下進行燒結，燒結溫度為1420°C，保溫時間為3小時。燒結完成後，繼續在氨分解氣氛下進行冷卻至200°C以下，獲得厚度為O. 8mm的鑰銅合金超薄板材。所得鑰銅合金超薄板材的相對密度達到98. 8%，碳含量小於O. 006%wt。實施例8難熔金屬合金超薄板材的製備方法(I)按重量百分比稱取70%的鑰粉末(其粉末費氏平均粒度為3. 5 μ m)、30%的銅粉末(其粉末費氏平均粒度為50 μ m),加入相對於原料總重量I. 5%。的化學純乙醇,在機械式粉末混合機內以30rpm的轉速混合6小時,至混合均勻得混合料；(2)將混合料裝入粉末桶中，置於烘箱內，於空氣氣氛下加熱至120°C，保溫30min ;同時將軋機的軋輥預熱至80°C ;將粉末桶從烘箱中取出，迅速在軋機中進行連續軋制，單位軋制壓力為I. 2噸/cm2,車L制速度為3m/min,得厚度為O. 35mm的生板還；(3)將生板坯放置在陶瓷燒舟中，生板坯各層之間採用陶瓷纖維布進行分割，在氨分解氣氛下進行燒結，燒結溫度為1380°C，保溫時間為2小時。燒結完成後，繼續在氨分解氣氛下進行冷卻至200°C以下，獲得厚度為O. 3mm的鑰銅合金超薄板材。所得鑰銅合金超薄板材的相對密度達到98. 8%，碳含量小於O. 006%wt。實施例9難熔金屬合金超薄板材的製備方法 (I)按重量百分比稱取95%的鎢粉末(其粉末費氏平均粒度為2. 5 μ m)、3%的鎳粉末(其粉末費氏平均粒度為3. 5μπι)、2%的鐵粉末(其粉末費氏平均粒度為45 μ m)作為原料,加入相對於原料總重量3. 5%。的化學純乙醇,在機械式粉末混合機內以50rpm的轉速混合I小時，至混合均勻得混合料；(2)將混合料裝入粉末桶中，置於烘箱內，於氫氣氣氛下加熱至120°C，保溫30min ;同時將機械式壓機的壓模整體預熱至100°C;將粉末桶從烘箱中取出，在機械式壓機中進行壓制，單位壓制壓力為O. 6噸/cm2，保壓時間為3min，得厚度為1_的生板坯；(3)將生板坯放置在陶瓷燒舟中，生板坯各層之間採用陶瓷纖維布進行分割，在氨分解氣氛下進行燒結，燒結溫度為1550°C，保溫時間為3小時。燒結完成後，繼續在氨分解氣氛下進行冷卻至200°C以下，獲得厚度為O. 8mm的鎢鎳鐵合金超薄板材。所得鶴鎳鐵合金超薄板材的相對密度達到98%,碳含量小於O. 008%wt。實施例10難熔金屬合金超薄板材的製備方法(I)按重量百分比稱取95%的鎢粉末(其粉末費氏平均粒度為2. 5 μ m)、3%的鎳粉末(其粉末費氏平均粒度為3. 5μπι)、2%的鐵粉末(其粉末費氏平均粒度為45 μ m)作為原料,加入相對於原料總重量3. 5%。的化學純乙醇,在機械式粉末混合機內以IOrpm的轉速混合8小時，至混合均勻得混合料；(2)將混合料裝入粉末桶中，置於烘箱內，於氨分解氣氛下加熱至120°C，保溫15min ;同時將等靜壓機的內部鋼模預熱至120°C;將粉末桶從烘箱中取出，迅速在裝入鋼模內，立即裝入等靜壓機中進行加壓，加壓至2. 5噸/cm2，保壓時間45s，得厚度為Imm的生板坯；(3)將生板坯放置在陶瓷燒舟中，生板坯各層之間採用陶瓷纖維布進行分割，在氨分解氣氛下進行燒結，燒結溫度為1520°C，保溫時間為I小時。燒結完成後，繼續在氨分解氣氛下進行冷卻至200°C以下，獲得厚度為O. 25mm的鎢鎳鐵合金超薄板材。所得鎢鎳鐵合金超薄板材的相對密度達到98. 6%，碳含量小於O. 008%wto實施例11難熔金屬合金超薄板材的製備方法(I)按重量百分比稱取95%的鎢粉末(其粉末費氏平均粒度為2. 5 μ m)、3%的鎳粉末(其粉末費氏平均粒度為3. 5μπι)、2%的銅粉末(其粉末費氏平均粒度為50 μ m)作為原料,加入相對於原料總重量I. 5%。的化學純乙醇,在機械式粉末混合機內以50rpm的轉速混合I小時，至混合均勻得混合料；
(2)將混合料裝入粉末桶中，置於烘箱內，於氫氣氣氛下加熱至140°C，保溫30min ;同時將機械式壓機的壓模預熱至80°C ;將粉末桶從烘箱中取出，迅速在把粉裝入壓模內，立即在機械式壓機中進行壓制，單位壓制壓力為I. 2噸/cm2，保壓時間為30s，得厚度為Imm的生板還；(3)將生板坯放置在陶瓷燒舟中，生板坯各層之間採用陶瓷纖維布進行分割，在氫氣氣氛下進行燒結，燒結溫度為1450°C，保溫時間為3小時。燒結完成後，繼續在氫氣氣氛下進行冷卻至200°C以下，獲得厚度為O. 8mm的鎢鎳銅合金超薄板材。
所得鎢鎳銅合金超薄板材的相對密度達到98. 5%，碳含量小於O. 006%wt。實施例12難熔金屬合金超薄板材的製備方法(I)按重量百分比稱取95%的鎢粉末(其粉末費氏平均粒度為2. 5 μ m)、3%的鎳粉末(其粉末費氏平均粒度為3. 5μπι)、2%的銅粉末(其粉末費氏平均粒度為50 μ m)作為原料,加入相對於原料總重量I. 5%。的化學純乙醇,在機械式粉末混合機內以5rpm的轉速混合8小時，至混合均勻得混合料；(2)將混合料裝入粉末桶中，置於烘箱內，於空氣氣氛下加熱至140°C，保溫30min ;同時將等靜壓機的鋼模預熱至80°C ;將粉末桶從烘箱中取出，迅速把粉末裝入鋼模內，立即放入等靜壓機中進行加壓，加壓至2. 7噸/cm2，保壓時間為I. 5min，得厚度為Imm的生板還；(3)將生板坯放置在陶瓷燒舟中，生板坯各層之間採用陶瓷纖維布進行分割，在氨分解氣氛下進行燒結，燒結溫度為1400°C，保溫時間為I小時。燒結完成後，繼續在氨分解氣氛下進行冷卻至200°C以下，獲得厚度為O. 8mm的鎢鎳銅合金超薄板材。所得鎢鎳銅合金超薄板材的相對密度達到98. 2%，碳含量小於O. 006%wt。實施例13難熔金屬合金超薄板材的製備方法(I)按重量百分比稱取85%的鎢粉末(其粉末費氏平均粒度為2. 5 μ m)、15%的銅粉末作為原料(其粉末費氏平均粒度為50 μ m)，加入相對於原料總重量2.5%。的化學純乙醇，在機械式粉末混合機內以25rpm的轉速混合4小時,至混合均勻得混合料；(2)將混合料裝入粉末桶中，置於烘箱內，於氫氣氣氛下加熱至130°C，保溫20min ;同時將機械式壓機的壓模預熱至80°C ;將粉末桶從烘箱中取出，迅速在機械式壓機中進行壓制，單位壓制壓力為I. 2噸/cm2，保壓時間為lmin，獲得厚度為Imm的生板坯；(3)將生板坯放置在陶瓷燒舟中，生板坯各層之間採用陶瓷纖維布進行分割，在氫氣氣氛下進行燒結，燒結溫度為1450°C，保溫時間為3小時。燒結完成後，繼續在氫氣氣氛下進行冷卻至200°C以下，獲得厚度為O. 8mm的鎢銅合金超薄板材。所得鎢銅合金超薄板材的相對密度達到98. 4%，碳含量小於O. 005%wt。實施例14難熔金屬合金超薄板材的製備方法(I)按重量百分比稱取85%的鎢粉末(其粉末費氏平均粒度為2. 5 μ m)、15%的銅粉末(其粉末費氏平均粒度為50 μ m),加入相對於原料總重量4. 5%。的化學純乙醇,在機械式粉末混合機內以IOrpm的轉速混合7小時,至混合均勻得混合料；
(2)將混合料裝入粉末桶中，置於烘箱內，於空氣氣氛下加熱至130°C，保溫20min ;同時將等靜壓機的鋼模預熱至140°C;將粉末桶從烘箱中取出，迅速把粉末裝入鋼模中，立即放入等靜壓機種進行加壓，加壓至2. 9噸/cm2，保壓時間為2min，得厚度為1_的生板還；(3)將生板坯放置在陶瓷燒舟中，生板坯各層之間採用陶瓷纖維布進行分割，在氨分解氣氛下進行燒結，燒結溫度為1400°C，保溫時間為I小時。燒結完成後，繼續在氨分解氣氛下進行冷卻至200°C以下，獲得厚度為O. 8mm的鎢銅合金超薄板材。所得鎢銅合金超薄板材的相對密度達到98. 5%，碳含量小於O. 005%wto實施例15
難熔金屬合金超薄板材的製備方法(I)按重量百分比稱取85%的鑰粉末(其粉末費氏平均粒度為3. 5 μ m)、15%的銅粉末(其粉末費氏平均粒度為50 μ m),加入相對於原料總重量I. 5%。的化學純乙醇,在機械式粉末混合機內以50rpm的轉速混合3小時,至混合均勻得混合料；(2)將混合料裝入粉末桶中，置於烘箱內，於氨分解氣氛下加熱至120°C，保溫30min ;同時將機械式壓機的壓模預熱至80°C ;將粉末桶從烘箱中取出，迅速在機械式壓機中進行壓制，單位壓制壓力為I. O噸/cm2，保壓時間為3min，得厚度為1_的生板坯；(3)將生板坯放置在陶瓷燒舟中，生板坯各層之間採用陶瓷纖維布進行分割，在氨分解氣氛下進行燒結，燒結溫度為1420°C，保溫時間為3小時。燒結完成後，繼續在氨分解氣氛下進行冷卻至200°C以下，獲得厚度為O. 8mm的鑰銅合金超薄板材。所得鑰銅合金超薄板材的相對密度達到98. 4%,碳含量小於O. 006%wt。實施例16難熔金屬合金超薄板材的製備方法(I)按重量百分比稱取70%的鑰粉末(其粉末費氏平均粒度為3. 5 μ m)、30%的銅粉末(其粉末費氏平均粒度為50 μ m),加入相對於原料總重量I. 5%。的化學純乙醇,在機械式粉末混合機內以30rpm的轉速混合6小時,至混合均勻得混合料；(2)將混合料裝入粉末桶中，置於烘箱內，於空氣氣氛下加熱至120°C，保溫30min ;同時將等靜壓機的鋼模預熱至140°C ;將粉末桶從烘箱中取出，迅速裝入鋼模中，立即在放入等靜壓機中進行加壓，加壓至2. 8噸/cm2，保壓時間為2. 5min，得厚度為1_的生板坯；(3)將生板坯放置在陶瓷燒舟中，生板坯各層之間採用陶瓷纖維布進行分割，在氫氣氣氛下進行燒結，燒結溫度為1380°C，保溫時間為2小時。燒結完成後，繼續在氫氣氣氛下進行冷卻至200°C以下，獲得厚度為O. 8mm的鑰銅合金超薄板材。所得鑰銅合金超薄板材的相對密度達到98. 5%，碳含量小於O. 006%wt。實施例17難熔金屬合金超薄板材的製備方法(I)按重量百分比稱取50%的鎢粉末(其粉末費氏平均粒度為2. 5 μ m)、30%的鎳粉末(其粉末費氏平均粒度為3. 5μπι)、20%的鐵粉末(其粉末費氏平均粒度為45 μ m)作為原料,加入相對於原料總重量3. 5%。的化學純乙醇,在機械式粉末混合機內以IOrpm的轉速混合8小時，至混合均勻得混合料；
(2)將混合料裝入粉末桶中，置於烘箱內，於空氣氣氛下加熱至80°C，保溫15min ;同時將軋機的軋輥預熱至80°C ;將粉末桶從烘箱中取出，迅速在軋機中進行連續軋制，單位軋制壓力為O. 8噸/cm2,車L制速度為5m/min,得厚度為O. 5mm的生板還；(3)將生板坯放置在陶瓷燒舟中，生板坯各層之間採用陶瓷纖維布進行分割，在氨分解氣氛下進行燒結，燒結溫度為1350°C，保溫時間為I小時。燒結完成後，繼續在氨分解氣氛下進行冷卻至200°C以下，獲得厚度為O. 25mm的鎢鎳鐵合金超薄板材。所得鎢鎳鐵合金超薄板材的相對密度達到98. 8%，碳含量小於O. 008%wt。難熔金屬合金箔材的製備方法，其步驟如下將實施例17的鎢鎳鐵合金超薄板材進行三道次冷軋加工，至厚度為100 μ m,即可。 實施例18難熔金屬合金超薄板材的製備方法(I)按重量百分比稱取90%的鎢粉末(其粉末費氏平均粒度為2. 5 μ m)、7%的鎳粉末(其粉末費氏平均粒度為3. 5μπι)、3%的鐵粉末(其粉末費氏平均粒度為45 μ m)作為原料,加入相對於原料總重量3. 5%。的化學純乙醇,在機械式粉末混合機內以IOrpm的轉速混合8小時，至混合均勻得混合料；(2)將混合料裝入粉末桶中，置於烘箱內，於空氣氣氛下加熱至100°C，保溫15min ;同時將軋機的軋輥預熱至100°C;將粉末桶從烘箱中取出，迅速在軋機中進行連續軋制，單位軋制壓力為I. 2噸/cm2,車L制速度為5m/min,得厚度為O. 8mm的生板還；(3)將生板坯放置在陶瓷燒舟中，生板坯各層之間採用陶瓷纖維布進行分割，在氨分解氣氛下進行燒結，燒結溫度為1480°C，保溫時間為I小時。燒結完成後，繼續在氨分解氣氛下進行冷卻至200°C以下，獲得厚度為O. 65mm的鎢鎳鐵合金超薄板材。所得鶴鎳鐵合金超薄板材的相對密度達到98. 4%,碳含量小於O. 008%wt。實施例19難熔金屬合金超薄板材的製備方法(I)按重量百分比稱取50%的鎢粉末(其粉末費氏平均粒度為2. 5 μ m)、30%的鎳粉末(其粉末費氏平均粒度為3. 5μπι)、20%的銅粉末(其粉末費氏平均粒度為50 μ m)作為原料,加入相對於原料總重量3. 5%。的化學純乙醇,在機械式粉末混合機內以IOrpm的轉速混合8小時，至混合均勻得混合料；(2)將混合料裝入粉末桶中，置於烘箱內，於空氣氣氛下加熱至80°C，保溫15min ;同時將軋機的軋輥預熱至80°C ;將粉末桶從烘箱中取出，迅速在軋機中進行連續軋制，單位軋制壓力為O. 8噸/cm2,車L制速度為5m/min,得厚度為O. 45mm的生板還；(3)將生板坯放置在陶瓷燒舟中，生板坯各層之間採用陶瓷纖維布進行分割，在氨分解氣氛下進行燒結，燒結溫度為1300°C，保溫時間為I小時。燒結完成後，繼續在氨分解氣氛下進行冷卻至200°C以下，獲得厚度為O. 38mm的鎢鎳銅合金超薄板材。所得鎢鎳銅合金超薄板材的相對密度達到98. 8%，碳含量小於O. 008%wt。難熔金屬合金箔材的製備方法，其步驟如下將實施例19的鎢鎳銅合金超薄板材進行四道次冷軋加工，至厚度為80 μ m,即可。實施例20難熔金屬合金超薄板材的製備方法
(I)按重量百分比稱取90%的鎢粉末(其粉末費氏平均粒度為2. 5 μ m)、7%的鎳粉末(其粉末費氏平均粒度為3. 5μπι)、3%的銅粉末(其粉末費氏平均粒度為50 μ m)作為原料,加入相對於原料總重量3. 5%。的化學純乙醇,在機械式粉末混合機內以IOrpm的轉速混合8小時，至混合均勻得混合料；(2)將混合料裝入粉末桶中，置於烘箱內，於空氣氣氛下加熱至110°C，保溫15min ;同時將軋機的軋輥預熱至110°C;將粉末桶從烘箱中取出，迅速在軋機中進行連續軋制，單位軋制壓力為I. 3噸/cm2,車L制速度為5m/min,得厚度為O. 9mm的生板還；(3)將生板坯放置在陶瓷燒舟中，生板坯各層之間採用陶瓷纖維布進行分割，在氨分解氣氛下進行燒結，燒結溫度為1450°C，保溫時間為I小時。燒結完成後，繼續在氨分解氣氛下進行冷卻至200°C以下，獲得厚度為O. 8mm的鎢鎳銅合金超薄板材。
所得鎢鎳銅合金超薄板材的相對密度達到98. 4%，碳含量小於O. 008%wt。實施例21難熔金屬合金超薄板材的製備方法(I)按重量百分比稱取50%的鑰粉末(其粉末費氏平均粒度為3. 5 μ m)、50%的銅粉末(其粉末費氏平均粒度為50 μ m),加入相對於原料總重量I. 5%。的化學純乙醇,在機械式粉末混合機內以30rpm的轉速混合6小時,至混合均勻得混合料；(2)將混合料裝入粉末桶中，置於烘箱內，於空氣氣氛下加熱至80°C，保溫30min ；同時將等靜壓機的鋼模預熱至80°C ;將粉末桶從烘箱中取出，迅速裝入鋼模中，立即在放入等靜壓機中進行加壓，加壓至2. I噸/cm2，保壓時間為2. 5min，得厚度為Imm的生板坯；(3)將生板坯放置在陶瓷燒舟中，生板坯各層之間採用陶瓷纖維布進行分割，在氫氣氣氛下進行燒結，燒結溫度為1250°C，保溫時間為2小時。燒結完成後，繼續在氫氣氣氛下進行冷卻至200°C以下，獲得厚度為O. 85mm的鑰銅合金超薄板材。所得鑰銅合金超薄板材的相對密度達到98. 5%，碳含量小於O. 006%wto實施例22難熔金屬合金超薄板材的製備方法(I)按重量百分比稱取90%的鑰粉末(其粉末費氏平均粒度為3. 5 μ m)、10%的銅粉末(其粉末費氏平均粒度為50 μ m),加入相對於原料總重量I. 5%。的化學純乙醇,在機械式粉末混合機內以30rpm的轉速混合6小時,至混合均勻得混合料；(2)將混合料裝入粉末桶中，置於烘箱內，於空氣氣氛下加熱至100°C，保溫30min ;同時將等靜壓機的鋼模預熱至100°C ;將粉末桶從烘箱中取出，迅速裝入鋼模中，立即在放入等靜壓機中進行加壓，加壓至2. 6噸/cm2，保壓時間為2. 5min，得厚度為O. 4mm的生板還；(3)將生板坯放置在陶瓷燒舟中，生板坯各層之間採用陶瓷纖維布進行分割，在氫氣氣氛下進行燒結，燒結溫度為1350°C，保溫時間為2小時。燒結完成後，繼續在氫氣氣氛下進行冷卻至200°C以下，獲得厚度為O. 35mm的鑰銅合金超薄板材。所得鑰銅合金超薄板材的相對密度達到98. 5%，碳含量小於O. 006%wto難熔金屬合金箔材的製備方法，其步驟如下將實施例22的鑰銅合金超薄板材進行四道次冷軋加工，至厚度為80 μ m,即可。實施例23
難熔金屬合金超薄板材的製備方法(I)按重量百分比稱取50%的鎢粉末(其粉末費氏平均粒度為2. 5 μ m)、50%的銅粉末作為原料(其粉末費氏平均粒度為50 μ m)，加入相對於原料總重量2.5%。的化學純乙醇，在機械式粉末混合機內以25rpm的轉速混合4小時,至混合均勻得混合料；(2)將混合料裝入粉末桶中，置於烘箱內，於氫氣氣氛下加熱至80V，保溫20min ；同時將機械式壓機的壓模預熱至80°C ;將粉末桶從烘箱中取出，迅速在機械式壓機中進行壓制，單位壓制壓力為O. 8噸/cm2，保壓時間為lmin，獲得厚度為1_的生板坯；(3)將生板坯放置在陶瓷燒舟中，生板坯各層之間採用陶瓷纖維布進行分割，在氫氣氣氛下進行燒結，燒結溫度為1310°C，保溫時間為3小時。燒結完成後，繼續在氫氣氣氛下進行冷卻至200°C以下，獲得厚度為O. 9mm的鎢銅合金超薄板材。
所得鎢銅合金超薄板材的相對密度達到98. 8%，碳含量小於O. 005%wto實施例24難熔金屬合金超薄板材的製備方法(I)按重量百分比稱取90%的鎢粉末(其粉末費氏平均粒度為2. 5 μ m)、10%的銅粉末作為原料(其粉末費氏平均粒度為50 μ m)，加入相對於原料總重量2.5%。的化學純乙醇，在機械式粉末混合機內以25rpm的轉速混合4小時,至混合均勻得混合料；(2)將混合料裝入粉末桶中，置於烘箱內，於氫氣氣氛下加熱至120°C，保溫20min ;同時將粉末軋機的軋輥預熱至110°C;將粉末桶從烘箱中取出，迅速在粉末軋機中進行軋制，單位壓制壓力為I. 5噸/cm2,軋制速度為5m/min,獲得厚度為O. 45mm的生板還；(3)將生板坯放置在陶瓷燒舟中，生板坯各層之間採用陶瓷纖維布進行分割，在氫氣氣氛下進行燒結，燒結溫度為1510°C,保溫時間為3小時。燒結完成後,繼續在氫氣氣氛下進行冷卻至200°C以下，獲得厚度為O. 4mm的鎢銅合金超薄板材。所得鎢銅合金超薄板材的相對密度達到98. 6%，碳含量小於O. 005%wt。難熔金屬合金箔材的製備方法，其步驟如下將鎢銅合金超薄板材進行三道次冷軋加工，至厚度為120 μ m,即可。對比實施例I(I)按重量百分比稱取70%的鑰粉末(其粉末費氏平均粒度為3. 5 μ m)、30%的銅粉末(其粉末費氏平均粒度為50 μ m),加入相對於原料總重量I. 5%。的化學純液體石臘,在機械式粉末混合機內以30rpm的轉速混合6小時,至混合均勻得混合料；(2)將混合料裝入粉末桶中，置於烘箱內，於空氣氣氛下加熱至120°C，保溫30min ;同時將機械式壓機的鋼模預熱至80°C ;將粉末桶從烘箱中取出，迅速在機械式壓機中進行加壓，加壓至2. 8噸/cm2,保壓時間為2. 5min,得厚度為1_的生板還；(3)將生板坯放置在陶瓷燒舟中，生板坯各層之間採用陶瓷纖維布進行分割，在氨分解氣氛下進行燒結，燒結溫度為1380°C，保溫時間為2小時。燒結完成後，繼續在氨分解氣氛下進行冷卻至200°C以下，獲得厚度為O. 8mm的鑰銅合金超薄板材。所得鑰銅合金超薄板材的相對密度達到98. 2%,碳含量大於O. 2%wt,碳含量偏大。對比實施例2(I)按重量百分比稱取70%的鑰粉末(其粉末費氏平均粒度為3. 5 μ m)、30%的銅粉末(其粉末費氏平均粒度為50 μ m)，加入相對於原料總重量I. 5%。的化學純酚醛樹脂溶液(酚醛樹脂用化學純乙醇溶解後加入)，在機械式粉末混合機內以30rpm的轉速混合6小時，至混合均勻得混合料；(2)將混合料裝入粉末桶中，置於烘箱內，於空氣氣氛下加熱至120°C，保溫30min ;同時將軋機的軋輥預熱至80°C ;將粉末桶從烘箱中取出，迅速在軋機中進行連續軋制，單位軋制壓力為I. 2噸/cm2,車L制速度為3m/min,得厚度為O. 35mm的生板還；(3)將生板坯放置在陶瓷燒舟中，生板坯各層之間採用陶瓷纖維布進行分割，在氨分解氣氛下進行燒結，燒結溫度為1380°C，保溫時間為2小時。燒結完成後，繼續在氨分解氣氛下進行冷卻至200°C以下，獲得厚度為O. 3mm的鑰銅合金超薄板材。所得鑰銅合金超薄板材的相對密度達到98. 3%，碳含量大於O. 25%wt,碳含量偏大。
權利要求
1.一種難熔金屬合金超薄板材的製備方法，其包括下述步驟 (O將原料50-99%的鎢粉或鑰粉，以及50-1%的下述物質中的一種或多種鐵粉、鎳粉和銅粉，與乙醇混合均勻得混合料；所述乙醇的用量為相對於所述原料總重量的O. 5%以下；所述的百分比為重量百分比； (2)將所述混合料於120-14(TC下預熱，預熱均勻後進行壓制，得生板坯；所述生板坯的厚度為O. 3-0. 9mm ； (3)將所述生板坯於無氧條件下進行燒結、冷卻，即得。
2.如權利要求I所述的製備方法，其特徵在於，所述原料為下述組合中的任一種 50-95%的鎢粉、2-40%的鎳粉和1-30%的鐵粉； 50-95%的鎢粉、2-40%的鎳粉和1-30%的銅粉； 50-90%的鎢粉和10-50%的銅粉； 和，50-90%的鑰粉和10-50%的銅粉；所述的百分比為重量百分比； 和/或，所述乙醇的用量為相對於所述原料總重量的I. 5-4. 5%。。
3.如權利要求2所述的製備方法，其特徵在於，所述原料為下述組合中的任一種 50-95%的鎢粉、3-30%的鎳粉和2-20%的鐵粉； 和，50-95%的鎢粉、3-30%的鎳粉和2-20%的銅粉；所述的百分比為重量百分比。
4.如權利要求I所述的製備方法，其特徵在於，步驟(I)中，所述的混合在機械式混料機中進行；所述混料機的轉速為5-50rpm ;所述混合的時間為1_8小時。
5.如權利要求I所述的製備方法，其特徵在於，步驟(2)中，所述預熱的保溫時間為15分鐘以上；所述預熱的氣氛為空氣氣氛、氫氣氣氛或氨分解氣氛；和/或，步驟(2)中，所述的壓制為模壓、軋制或等靜壓壓制；所述壓制的設備預熱至80-120°C後使用。
6.如權利要求5所述的製備方法，其特徵在於，所述模壓的單位壓制壓力為O.6-1. 2噸/cm2 ;所述模壓的保壓時間為30s-3min ;所述軋制的單位軋制壓力為O. 8-1. 5噸/cm2 ;所述軋制的速度為3-15m/min ;所述等靜壓壓制的單位壓制壓力為2. 1-3. O噸/cm2 ;所述等靜壓壓制的保壓時間為30s_5min。
7.如權利要求I所述的製備方法，其特徵在於，步驟(3)中，所述的無氧條件為氫氣氣氛、氨分解氣氛或真空氣氛；和/或，步驟(3)中，所述燒結的溫度為1350-1600°C ;所述燒結的保溫時間為1-5小時；和/或，步驟(3)中，所述冷卻的目標溫度為200°C以下。
8.如權利要求1-7任一項所述的製備方法所製得的難熔金屬合金超薄板材。
9.一種難熔金屬合金箔材的製備方法，其包括下述步驟將如權利要求8所述的難熔金屬合金超薄板材進行一至六道次軋制，或研磨加工，至厚度為10-150 μ m,即可。
10.如權利要求9所述的製備方法所製得的難熔金屬合金箔材。
全文摘要
本發明公開了難熔金屬合金超薄板材、箔材及其製備方法，超薄板材的製備方法如下(1)將原料50-99%的鎢粉或鉬粉，以及50-1%的下述物質中的一種或多種鐵粉、鎳粉和銅粉，與乙醇混合均勻得混合料；乙醇的用量為相對於原料總重量的0.5%以下；(2)將混合料於120-140℃下預熱，預熱均勻後進行壓制，得厚度為0.3-0.9mm的生板坯；(3)將生板坯於無氧條件下進行燒結、冷卻，即得。本發明的製備方法不加入粘結劑，減少後續工藝中脫出粘結劑的步驟，保證了材料的純度、而且還極大地降低了生產成本，提高了生產效率。本發明的難熔金屬合金超薄板材內部組織結構均勻，厚度在0.25-0.8mm，後續只需要進行一至六道次軋制，或短時間研磨加工，即可製得厚度為10-50μm的高比重箔材產品。
文檔編號B22F5/00GK102950286SQ20121023678
公開日2013年3月6日 申請日期2012年7月9日 優先權日2012年7月9日
發明者王濤 申請人:上海瑞鉬特金屬新材料有限公司