CN102876949B - 一种制造高热导率钼铜镍合金的方法 - Google Patents

一种制造高热导率钼铜镍合金的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种制造高热导率钼铜镍合金的方法，包括，1）混料工序：称取Mo粉、Cu粉、Ni粉的混合粉体在离心球磨机上搅拌4小时；2）压制工序：将搅拌均匀后的混合粉末放入压制模具中进行毛坯压制；3）真空烧结工序：将冲压后的毛坯放入真空炉中高温烧结；4）浸铜工序：将无氧铜在氢气氛围炉中熔化，将真空烧结后的毛坯放入熔化的铜液中浸渍；5）车加工工序：将浸铜后的毛坯按照要求进行车加工，同时去掉表面多余的铜层；6）酸洗工序：将车加工后的零件浸入溶液进行酸洗，之后用自来水冲洗零件，再用酒精脱水烘干。 通过上述方法制造的钼铜镍合金能够用于大功率行波管的输能窗、收集极等金属陶瓷结构且对散热要求高的关键部件上。

Description

一种制造高热导率钼铜镍合金的方法
技术领域
本发明涉及微波真空器件领域，尤其是涉及一种制造高热导率钼铜镍合金的方法。
背景技术
大功率行波管的一些关键部件在工作时处于高温状态，例如输能窗、收集极等，因此对材料的热导率有着极高的要求，只有高热导率的材料才能将其热量及时传输出去，从而保证整管工作可靠性。而且这些部件都是金属陶瓷结构，对使用的金属材料要求必须膨胀系数接近于陶瓷，以便于钎焊。
常规的定膨胀合金如可伐，对于膨胀系数的要求可以满足，但是散热能力差，无法在这些场合应用；而像钼铜合金、钨铜合金等，由于对焊料的浸润性不理想，在焊接可靠性要求高的输能窗等部件上使用有所限制。因此，研究一种即有着高热导率，又与陶瓷的膨胀系数接近，而且还对焊料的浸润性好的材料对大功率行波管有着重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的问题提供一种制造高热导率钼铜镍合金的方法，其目的是通过该种方法制造的钼铜镍合金能够用于大功率行波管的输能窗、收集极等金属陶瓷结构且对散热要求高的关键部件上。
本发明的技术方案是该种制造高热导率钼铜镍合金的方法包括：
1）混料工序：称取质量比为Mo粉：Cu粉：Ni粉=80：10：10的混合粉体,在离心球磨机上搅拌4小时；
2）压制工序：将搅拌均匀后的混合粉末放入压制模具中，在液压机上设置压力10～50t，进行毛坯压制；
3）真空烧结工序：将冲压后的毛坯放入真空炉中高温烧结；
4）浸铜工序：将无氧铜在氢气氛围炉中熔化，将真空烧结后的毛坯放入熔化的铜液中浸渍，浸渍时间为0.5～1h；
5）车加工工序：将浸铜后的毛坯按照要求进行车加工，同时去掉表面多余的铜层；
6）酸洗工序：将车加工后的零件浸入溶液进行酸洗，保持时间10～15s，之后用自来水冲洗零件至少30秒，再用酒精脱水烘干。
所述的真空烧结工序中，高温烧结的温度曲线为：
1小时内升温到（800±50）°C，保温0.5-1.5小时；
再1小时内升温到（1250±10）°C，保温0.5-1.5小时；
随后2小时内冷却到室温。
所述的Mo粉、Cu粉、Ni粉的颗粒度均是小于10微米的粉体。
所述的酸洗溶液的成分为：硫酸：（1000±20）mL，硝酸：（1000±20）mL，氯化钠：（2～5）g/L。
作为上述制造方法的一种更为优选的条件，所述的真空烧结工序中，高温烧结的温度曲线优选为：
40分钟升温到（800±10）°C，保温1小时；
再40分钟升温到（1250±10） °C，保温1小时；
随后60分钟冷却到室温。
所述的Mo粉、Cu粉、Ni粉的颗粒度优选为小于5微米的粉体。
具有上述结构的该种制造高热导率钼铜镍合金的方法具有以下优点：
1.该种制造高热导率钼铜镍合金的方法制造的高热导钼合金除了热导率高、膨胀系数与陶瓷接近外，还对焊料的浸润性十分理想，同时其膨胀系数由于粉体间的合理配比，可在1000℃内与95氧化铝瓷比较接近，因此非常适合在对散热、焊接可靠性要求高的大功率行波管输能窗等部件上使用，从而保证整管的工作可靠性。
2.该种制造高热导率钼铜镍合金的方法中浸铜的工艺使得材料更加致密和均匀，对其真空气密性的保证非常有益。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明压制工序中用到的压制模具的结构示意图。
具体实施方式
该种制造高热导率钼铜镍合金的方法包括：
1）混料工序：称取质量比为Mo粉：Cu粉：Ni粉=80：10：10的混合粉体,在离心球磨机上搅拌4小时；
2）压制工序：将搅拌均匀后的混合粉末放入压制模具中，在液压机上设置压力10～50t，进行毛坯压制；
3）真空烧结工序：将冲压后的毛坯放入真空炉中高温烧结，高温烧结的温度曲线为：
1小时内升温到（800±50）°C，保温0.5-1.5小时；
再1小时内升温到（1250±10） °C，保温0.5-1.5小时；
随后2小时内冷却到室温；
4）浸铜工序： 将无氧铜在氢气氛围炉中熔化，将真空烧结后的毛坯放入熔化的铜液中浸渍，浸渍时间为0.5～1h；
5）车加工工序：将浸铜后的毛坯按照要求进行车加工，同时去掉表面多余的铜层；
6）酸洗工序：酸洗溶液的成分为：硫酸：（1000±20）mL，硝酸：（1000±20）mL，氯化钠：（2～5）g/L；将车加工后的零件浸入溶液进行酸洗，保持时间10～15s，之后用自来水冲洗零件至少30秒，再用酒精脱水烘干。
其中，Mo粉、Cu粉、Ni粉的颗粒度均是小于10微米的粉体，优选为颗粒度小于5微米的粉体。
作为本发明的一种更为优选的实施方式，真空烧结工序中高温烧结的温度曲线优选为：
40分钟升温到（800±10）°C，保温1小时；
再40分钟升温到（1250±10） °C，保温1小时；
随后60分钟冷却到室温。
该种制造高热导率钼铜镍合金的方法制造的高热导钼合金除了热导率高、膨胀系数与陶瓷接近外，还对焊料的浸润性十分理想，其膨胀系数由于粉体间的合理配比，可在1000℃内与95氧化铝瓷比较接近，因此非常适合在对散热、焊接可靠性要求高的大功率行波管输能窗等部件上使用，从而保证整管的工作可靠性。
同时，浸铜的工艺使得材料更加致密和均匀，对其真空气密性的保证非常有益。另外对于其它散热要求高、焊接可靠性高的金属陶瓷结构器件都可推广应用。

Claims (5)

1.一种制造高热导率钼铜镍合金的方法，其特征在于：所述的制造高热导率钼铜镍合金的方法包括，
1）混料工序：称取质量比为Mo粉：Cu粉：Ni粉=80：10：10的混合粉体,在离心球磨机上搅拌4小时；
2）压制工序：将搅拌均匀后的混合粉末放入压制模具中，在液压机上设置压力10～50t，进行毛坯压制；
3）真空烧结工序：将冲压后的毛坯放入真空炉中高温烧结；
4）浸铜工序：将无氧铜在氢气氛围炉中熔化，将真空烧结后的毛坯放入熔化的铜液中浸渍，浸渍时间为0.5～1h；
5）车加工工序：将浸铜后的毛坯按照要求进行车加工，同时去掉表面多余的铜层；
6）酸洗工序：将车加工后的零件浸入溶液进行酸洗，保持时间10～15s，之后用自来水冲洗零件至少30秒，再用酒精脱水烘干；
所述的真空烧结工序中，高温烧结的温度曲线为：
1小时内升温到（800±50）℃，保温0.5-1.5小时；
再1小时内升温到（1250±10）℃，保温0.5-1.5小时；
随后2小时内冷却到室温。
2.根据权利要求1所述的一种制造高热导率钼铜镍合金的方法，其特征在于：所述的Mo粉、Cu粉、Ni粉的颗粒度均是小于10微米的粉体。
3.根据权利要求2所述的一种制造高热导率钼铜镍合金的方法，其特征在于：所述的酸洗溶液的成分为：硫酸：（1000±20）mL，硝酸：（1000±20）mL，氯化钠：（2～5）g/L。
4.根据权利要求2-3任一项权利要求所述的一种制造高热导率钼铜镍合金的方法，其特征在于：所述的真空烧结工序中，高温烧结的温度曲线优选为：
40分钟升温到（800±10）℃，保温1小时；
再40分钟升温到（1250±10）℃，保温1小时；
随后60分钟冷却到室温。
5.根据权利要求4所述的一种制造高热导率钼铜镍合金的方法，其特征在于：所述的Mo粉、Cu粉、Ni粉的颗粒度优选为小于5微米的粉体。
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