一种多层金属快速复合工艺 |
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| 申请号 | CN201610464197.3 | 申请日 | 2016-06-24 | 公开(公告)号 | CN105946312A | 公开(公告)日 | 2016-09-21 |
| 申请人 | 佛山华智新材料有限公司; | 发明人 | 马文珍; 王宁; 刘凯; 戴高环; 张伟; 张耀辉; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种多层金属快速复合工艺，包括以下步骤：将金属 型材 的表面进行预处理；将多层预处理后的金属型材叠在一起并放在压头之间，叠在一起的金属型材为不同金属材料，压头通电， 电流 产生的热量将金属型材快速加热到预设 温度 ，且同时在压头之间施加压 力 ，金属型材复合成一体；其中，加热功率为10kw‑300kw，预设温度为400℃‑2200℃，压力为5MPa‑600MPa。采用本发明，可以复合多种金属板材，具有结合强度高，无 氧 化，板材之间无空隙，复合速度快，生产周期短，成本低，可靠性高等优点。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种多层金属快速复合工艺，其特征在于，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种多层金属快速复合工艺技术领域[0001] 本发明涉及金属复合制造领域，尤其涉及一种多层金属快速复合工艺。 背景技术[0002] 不同金属材料之间浸润性差、难复合。现有的复合工艺难以满足不同金属材料的复合要求。例如：大功率电子器件的散热要求比较高，散热衬底要求低热膨胀系数、高热导率。铜具有高热导率，但热膨胀系数太大。钼热膨胀系数低，但热导率也较低。钼和铜如果能够复合在一起，则同时兼具高热导率和低热膨胀系数的特性，但铜和钼之间材料浸润性非常差，很难复合在一起，本发明将解决这个问题。 发明内容[0003] 本发明所要解决的技术问题在于，提供一种多层金属快速复合工艺，可以解决不同金属材料之间浸润性差、难复合的问题。 [0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多层金属快速复合工艺，包括以下步骤：将金属型材的表面进行预处理； 将多层预处理后的金属型材叠在一起并放在压头之间，叠在一起的金属型材为不同金属材料，压头通电，电流产生的热量将金属型材快速加热到预设温度，且同时在压头之间施加压力，金属型材复合成一体； 其中，加热功率为10kw-300kw，预设温度为400℃-2200℃，压力为5MPa-600MPa。 [0006] 作为上述方案的改进，所述金属型材为钼板、铜板。 [0007] 作为上述方案的改进，加热功率为20kw-200kw，压力为10MPa-600MPa，复合过程的升温时间为1min-60min。 [0008] 作为上述方案的改进，所述压头为石墨压头，所述压头的面积为0.01m2-1 m2，所述压头通直流电。 [0009] 作为上述方案的改进，单层金属型材的厚度范围为0.1mm-10mm，复合后的金属型材总厚度为0.2mm-100mm，金属型材的面积为0.01m2-1 m2。 [0010] 作为上述方案的改进，金属型材的层数为2-100层。 [0011] 作为上述方案的改进，金属型材的复合过程在氢气、氢氮混合气，氢氩混合气或者真空环境下进行。 [0012] 作为上述方案的改进，预设温度为500℃-2000℃。 [0014] 实施本发明实施例，具有如下有益效果：本发明可以复合多种金属板材，具有结合强度高，无氧化，板材之间无空隙，复合速度快，生产周期短，成本低，可靠性高等优点，可以根据不同的功能需求复合不同的金属板材。 附图说明 [0015] 图1是本发明金属复合型材第一实施例的结构示意图。 [0016] 图2是本发明金属复合型材第二实施例的结构示意图。 [0017] 图3是本发明金属复合型材第三实施例的结构示意图。 [0018] 图4是本发明金属复合型材第四实施例的结构示意图。 [0019] 图5是本发明金属复合型材第五实施例的结构示意图。 具体实施方式[0020] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。 [0021] 本发明提供了一种多层金属快速复合工艺，包括以下步骤：一、将金属型材的表面进行预处理； 具体的，所述预处理包括：用4%-35%的盐酸在30℃-98℃的温度范围内浸泡1min- 30min，去除金属型材表面的氧化物和脏污物，有利于提高结合强度，保证金属型材之间无空隙，且无氧化。 [0022] 二、将多层预处理后的金属型材叠在一起并放在压头之间，叠在一起的金属型材为不同金属材料，压头通电，电流产生的热量将金属型材快速加热到预设温度，且同时在压头之间施加压力，金属型材复合成一体。 [0023] 其中，加热功率为10kw-300kw，预设温度为400℃-2200℃，压力为5MPa-600MPa。优选的，加热功率为20kw-200kw，预设温度为500℃-2000℃。压力为10MPa-600MPa，复合过程的升温时间为1min-60min。更佳的，加热功率为50kw-200kw，预设温度为1000℃-1800℃。压力为100MPa-600MPa，复合过程的升温时间为1min-20min。 [0024] 所述金属型材为板材，所述金属型材选用钼板、铜板、钨板、钢板、铝板、镍板、钼铜板、钨铜板或可伐合金板。优选的，所述金属型材为钼板、铜板。金属型材的层数既可以是两层，也可以是多层。优选的，金属型材为2-100层。 [0025] 单层金属型材的厚度范围为0.1mm-10mm，复合后的金属型材总厚度为0.2mm-100mm，金属型材的面积为0.01m2-1 m2。 [0027] 所述压头为石墨压头，所述压头的面积与金属型材的面积相适配，所述压头的面积为0.01m2-1 m2，所述压头通直流电。 [0028] 金属型材的复合过程优选在氢气、氢氮混合气，氢氩混合气或者真空环境下进行，有利于提高结合强度，结合强度高达50MPa-350Mpa，保证金属板材之间无空隙，无氧化，可靠性高。 [0029] 下面以具体实施例进一步阐述本发明实施例1 一、将钼板、铜板用35%的盐酸在30℃的温度范围内浸泡1min，去除金属型材表面的氧化物和脏污物； 二、将预处理后的钼板103、铜板104、铜板105按图1所示的结构叠在一起并放在上压头 101、下压头102之间，压头通电，在氢气氛围下将金属型材快速加热到1050℃，加热功率为 100kw，升温时间为1min，且同时在压头之间施加压力100MPa，金属型材复合成一体。 [0030] 实施例2一、将钼板、铜板用10%的盐酸在50℃的温度范围内浸泡10min，去除金属型材表面的氧化物和脏污物； 二、将预处理后的钼板103、铜板104按图2所示的结构叠在一起并放在上压头101、下压头102之间，压头通电，在氢氩混合气的环境下将金属型材快速加热到1000℃，加热功率为 80kw，升温时间为5min，且同时在压头之间施加压力200MPa，金属型材复合成一体。 [0031] 实施例3一、将铜板、钨板用15%的盐酸在60℃的温度范围内浸泡15min，去除金属型材表面的氧化物和脏污物； 二、将预处理后的钨板103、铜板104、铜板105按图3所示的结构叠在一起并放在上压头 101、下压头102之间，压头通电，在真空环境下将金属型材快速加热到1000℃，加热功率为 200kw，升温时间为8min，且同时在压头之间施加压力300MPa，金属型材复合成一体。 [0032] 实施例4一、将钨铜板、铜板用25%的盐酸在70℃的温度范围内浸泡20min，去除金属型材表面的氧化物和脏污物； 二、将预处理后的钨铜板103、钨铜板106、铜板104、铜板105、铜板107按图4所示的结构叠在一起并放在上压头101、下压头102之间，压头通电，在氢气、氢氮混合气的环境下将金属型材快速加热到1070℃，加热功率为150kw，升温时间为10min，且同时在压头之间施加压力250MPa，金属型材复合成一体。 [0033] 实施例5一、将可伐合金板、镍板用4%的盐酸在98℃的温度范围内浸泡1min-30min，去除金属型材表面的氧化物和脏污物； 二、将预处理后的可伐合金板103、镍板104、铜板105按图5所示的结构叠在一起并放在上压头101、下压头102之间，压头通电，在真空环境下将金属型材快速加热到2000℃，加热功率为300kw，升温时间为20min，且同时在压头之间施加压力600MPa，金属型材复合成一体。 [0034] 将实施例1-5所得的复合金属型材做技术检测，结果如下：项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 金属的间隙 0.01mm 0.02 mm 0.01 mm 0.02 mm 0.01 mm 结合强度 270MPa 280MPa 260MPa 250MPa 300MPa 复合时间 1min 5min 8min 10min 20min 综上，本发明可以复合多种金属板材，具有结合强度高，无氧化，板材之间无空隙，复合速度快，生产周期短，成本低，可靠性高等优点，可以根据不同的功能需求复合不同的金属板材。 [0035] 最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。 |
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