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《溫壓成形和注射成形制備鎢銅復(fù)合材料研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、溫壓成形和注射成形制各鎢銅復(fù)合材料研究摘要鎢銅粉末冶金復(fù)合材料是由互不相溶的W和Cu組成的假合金。它兼有W的高強(qiáng)度、高硬度、低熱膨脹系數(shù)和Cu的高導(dǎo)電、導(dǎo)熱性和高塑性等，具有良好的綜合性能。目前，被廣泛地用作電觸頭材料、電子封裝材料、熱沉材料、電熱合金、高密度合金、大規(guī)模集成電路的引線框架，以及軍事等尖端科學(xué)領(lǐng)域。W．Cu材料通常通過粉末冶金液相燒結(jié)和熔滲燒結(jié)方法生產(chǎn)，然而上述傳統(tǒng)工藝難以獲得高致密、微觀組織均勻、形狀復(fù)雜的W．Cu合金，不能滿足現(xiàn)代科技對高性能W．Cu材料的要求。本論文根據(jù)粉末溫壓成形、
2、注射成形工藝的突出的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，及其在制備高密度鐵基粉末冶金材料和復(fù)雜形狀零件方面的成功應(yīng)用，嘗試通過粉末溫壓成形來制備高密度W．Cu復(fù)合材料，通過粉末注射成形來制備復(fù)雜形狀的W．Cu復(fù)合材料，探索了制備高性能W．Cu復(fù)合材料的新途徑。采用一種新型溫壓粘結(jié)劑對W．20wt％Cu粉末進(jìn)行溫壓成形實驗，對W．Cu粉末的溫壓行為進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，其中包括溫壓溫度、壓制壓力、粘結(jié)劑含量，以及粉末粒度等對壓坯密度的影響，并與冷壓成形壓坯進(jìn)行對比。觀察了溫壓和冷壓壓坯及燒結(jié)體的顯微組織，并對燒結(jié)體的密度、電導(dǎo)率和
3、硬度等物理、力學(xué)性能進(jìn)行了測定。實驗結(jié)果表明：與冷壓成形相比，溫壓能夠明顯提高W-Cu粉末壓坯的密度和強(qiáng)度。在400MPa，170℃條件下溫壓壓坯的密度和強(qiáng)度分別可達(dá)10．689／cm3和22．06MPa，比冷壓成形分別提高了O．55g／em3和12．45MPa。原料Cu粉粒度對溫壓壓坯的密度也有影響，在相同壓制壓力下，采用D50為2．79p,m細(xì)Cu粉的W．Cu壓坯的密度明顯高于使用Dso為26．279m粗Cu粉的壓坯密度。此外，本文還對燒結(jié)溫度、成形方式對W．Cu壓坯燒結(jié)行為和燒結(jié)體性能影響等進(jìn)行了研
4、究，對其燒結(jié)致密化機(jī)理進(jìn)行了探討。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，溫壓W-Cu壓坯的徑向燒結(jié)收縮率低于冷壓壓坯，但燒結(jié)體的密度仍高于冷壓成形的燒結(jié)體。W．Cu壓坯在1050～1250℃下于H2氣氛中燒結(jié)，隨著燒結(jié)溫度的升高，溫壓和冷壓燒結(jié)體密度不斷增大。在1250℃于H2中燒結(jié)2h后，溫壓成形燒結(jié)體的相對密度可達(dá)95．86％，燒結(jié)體組織均勻，具有良好的物理機(jī)械性能，其硬度和電導(dǎo)率分別為249HV和33．67％IACS，均高于冷壓壓坯燒結(jié)體的硬度(242HV)和電導(dǎo)率(33．67％IACS)。本論文的另一研究內(nèi)容是采用高密度聚乙
5、烯(HDPE)基粘結(jié)劑體系，通過注射成形制備出了球形W．20wt％Cu合金。實驗中，對注射成形參數(shù)對成形坯質(zhì)量的影響、溶劑脫脂的時間和溫度對注射坯脫脂率的影響進(jìn)行了研究，并對熱脫脂升溫速率進(jìn)行了優(yōu)化。通過掃描電鏡觀察了不同脫脂時間后脫脂坯及W．Cu燒結(jié)體的顯微組織。結(jié)果表明：較佳的注射工藝參數(shù)為：注射溫度180℃，注射壓力110bar，注射速度30％(占標(biāo)準(zhǔn)注射速度)，模具溫度50℃。粘結(jié)劑的脫除采用溶劑+熱脫脂兩步脫脂法，在溶劑脫脂過程中，隨著脫脂溫度的升高和脫脂時間的延長，脫脂率不斷增大。在55℃下經(jīng)
6、溶劑脫脂11h后，注射坯中62．26％粘結(jié)劑被脫除；再經(jīng)550℃熱脫脂1h后，注射坯中粘結(jié)劑完全脫除。脫脂后的注射成形W．Cu球坯在1150℃下于H2中燒結(jié)2h后，燒結(jié)體相對密度可達(dá)95．58％，且變形小，組織均勻，具有良好的力學(xué)性能，其壓潰強(qiáng)度和徑向燒結(jié)收縮率分別為58KN和17．17％。關(guān)鍵詞：粉末冶金；鎢銅合金；溫壓成形；致密化；粉末注射成形；脫脂；燒結(jié)；顯微組織FabrieationofcomoactioIIand·-一W-Cumaterialsbywarmpowderinjectionmoldi
7、ngectionmoldingAbstractPowdermetallurgicaltungsten—coppermaterialisakindof“pseudo—alloy’’composedbytungstenwithhighstrengthandhardness，lowthermalexpansionandcopperwithhighelectricalconductivityandthermalconductivity，highplastic．Becauseofitsexcellentmechan
8、icalandphysicalproperties，W-Cumaterialsarewidelyusedinelectriccontacts，electronicpackagingmaterials，heatsinks，highdensityalloys，leadingwireframeinlargescalecompoundintegration．W-Cualloysareusuallyfabricatedbyinfiltr
