专利名称：钨铜复合粉的生产方法
技术领域：
本发明属于粉末冶金领域中钨铜(W-Cu)复合粉末的生产方法，特别是以钨的氧化物及氧化亚铜为原料生产钨铜复合粉的方法。该方法所生产的钨铜复合粉尤其适合作为原料生产用于微电子行业的细晶粒钨铜复合材料。
背景技术：
常规采用WO3与CuO经机械混合后在800℃左右温度(相变温度)下焙烧(煅烧)，以获得W-Cu复合氧化物，再经还原处理即得钨铜复合粉。该方法虽然具有原料来源较广等特点，但却存在焙烧温度及能耗高、焙烧时间长、生产率低等缺陷。在专利号为US5,468,457，发明名称为《制备W-Cu复合氧化物的方法》专利文献中，针对上述缺陷公开了一种以钨酸(H2WO3)和Cu(OH)2来代替WO3和CuO作原料来制备W-Cu复合氧化物的方法，即首先将钨酸粉与氢氧化铜粉按比例混合均匀后，经缓慢脱水、使两者由水合态氧化物热分解形成脱水后的WO3和CuO组成的新的脱水混合物，通过脱水作用、增加了二者的表面积和表面活性，从而使该脱水混合物在大约600℃温度下焙烧即可转化为W-Cu复合氧化物。该专利技术虽然有效降低了直接采用WO3和CuO混合制备W-Cu复合氧化物所需的焙烧温度，但由于需对H2WO4和Cu(OH)2混合物进行缓慢脱水处理，若脱水速度较快，静止的反应物层则将受干扰，而增大了反应物颗粒之间的距离，阻止固态合成且易结疤；为了防止反应物结疤、反应不充分，在脱水过程中要求升温速度缓慢、料层簿，在升温速度3～2℃/分钟时，要求料层厚度仅0.5～0.75。吋(12.7～19.1mm)加之原料中较低的钨、铜含量，因而，该方法又存在生产率及经济效益较低、不利于大规模工业化生产且有工业废气排出等弊病。
发明内容
本发明的目的是在背景技术基础上研究、设计一种钨铜复合粉的生产方法，以达到提高生产率及经济效益、降低生产成本及能耗，且工艺操作简便、可靠、适合工业规模化生产等目的。
本发明的解决方案是采用活性强的蓝钨(W20O58)或紫钨(W18O49)与氧化亚铜(Cu2O)为原料生产钨铜复合粉。其中蓝钨微观组织结构较WO3表面粗糙、裂纹多且疏松，表面积大，因而反应渗透性好、活性强；紫钨的晶体结构与WO3不同，每个大颗粒均由众多针状或柱状晶粒组成的疏松多晶体颗粒集团，其松装密度低，从而使扩散反应不仅在表面、还可在内部同时进行，表面积特别大、活性更强；而Cu2O中的一价铜离子既具有氧化性、又具有还原性，可自发地进行歧化反应。因此，采用蓝钨或紫钨与氧化亚铜作原料生产钨铜复合粉既不需机械活化，亦不需通过脱水作用改变WO3和CuO的形态；即可实现其目的。因此，本发明方法包括A、机械混合将蓝钨(W20O58)或紫钨(W18O49)与氧化亚铜(Cu2O)粉料按所生产复合粉中W(重量百分比)含量为75～95wt％、Cu含量为25～5wt％的比例置于机械混合器中，充分混合均匀，得混合粉料；B、热处理将上述混合粉料置于不与原料反应的耐热舟皿中，送入可连续推舟的高温带式氧化炉或转炉中进行焙烧(煅烧)处理；粉层松装厚度为30～45mm，在空气下反应4～6小时；升温速度2.5-4℃/分钟、至700℃±20℃、恒温30～60分钟，得WO3·CuO复合氧化物；C、还原处理将由B所得复合氧化物过40～60目筛，筛下物送入还原炉中、在还原气氛及800～900℃温度下还原处理4～6小时，冷却后过40～120目筛，即得目的物钨铜复合粉。
上述原料粉蓝钨、紫钨及氧化亚铜的粒度均为-200目。而所述不与原料反应的耐热舟皿为耐热合金钢舟皿或石英舟皿、钼舟皿。所述还原气氛为氢还原气氛或NH3+N2还原气氛。
本发明由于采用活性强的蓝钨或紫钨与氧化亚铜为原料，经混合均匀、焙烧及还原处理即得目的物。在对应的至生成复合氧化物工艺阶段反应时间则较以WO3+CuO为原料缩短40％以上、焙烧温度下降近100℃；而与以H2WO4+Cu(OH)2为原料的反应时间相当，且不需进热分解脱水以改变氧化物形态，亦无工业废气排出；因而具有流程短，工艺操作简便、可靠，生产率则可提高一倍以上生产成本及能耗较低，并可进行工业规模化生产等特点。
具体实施例方式
1本实施方式以生产1000g含W 80wt％、Cu 20wt％并可用于继后生产细晶粒钨铜复合材料的钨铜复合粉为例
A、机械混合将粒度均为-200目的蓝钨1001.9g和氧化亚铜(Cu2O)225g置于不锈钢V型混合器内混合1.5小时，得混合粉料；B、热处理将上述混合粉置于150×130×50mm耐热合金钢舟皿内，粉料松装厚度43mm，然后送入3个加热区的高温带式氧化炉内、从室温以3.0℃/分钟的升温速度匀速推舟、在空气下加热至700℃后，恒温40分钟，然后冷却至室温、得WO3·CuO复合氧化物；C、还原处理将所得复合氧化物经对辊机过50目筛后装入耐热合金钢舟皿中，送入十一管钼丝炉内，在氢气氛及840℃温度下还原处理5.5小时、氢气流量3.8m3/小时，气压4500～6000pa；冷后过80目筛即得钨铜复合粉1000g。
具体实施例方式
2A、机械混合将粒度为-200目的蓝钨和氧化亚铜各1127.14g和112.59g置于不锈钢混合器内混合70分钟至混合均匀；得混合粉料。
B、热处理将由A所得混合粉料；装于钼舟皿内、松装厚度为40mm，然后送入连续推舟的高温带式氧化炉内、在空气下以3.5℃/分钟的升温速度匀速推舟从室温加热焙烧至710℃后、恒温50分钟，然后冷却至室温，得WO3·CuO复合的氧化物；其余均与实施方式1相同，得含W 90wt％、Cu 10wt％的钨铜复合粉1000g。
具体实施例方式
3本实施例以紫钨(W18O49)和氧化亚铜为原料生产钨铜复合粉为例，两种原料粉的粒度均为-200目A、机械混合将紫钨1050.12g、氧化亚铜160.89g，置于不锈钢V型混合器内充分混合70分钟，得混合粉料；B、热处理将上述混合粉料装入石英舟皿中、松装厚度38mm，送入连续推舟的带式氧化炉内，在空气下以4℃/分钟的升温速度加热至700℃±10℃后、恒温50分钟，冷却至室温即得WO3·CuO复合氧化物；C、还原处理将上述复合氧化物经对辊机过50目筛后，置于石英舟皿中送入十一管钼丝炉内，在常规流量及气压的NH3+N2气氛及880℃温度下还原处理5.0小时，冷却后过100目筛即得目的物钨铜复合粉1000g。
权利要求
1.一种钨铜复合粉的生产方法；该方法包括A、机械混合将蓝钨或紫钨与氧化亚铜粉料按所生产复合粉中W含量为75～95Wt％、Cu含量为25～5wt％的比例置于机械混合器中，充分混合均匀，得混合粉料；B、热处理将上述混合粉料置于不与原料反应的耐热舟皿中，送入可连续推舟的高温带式氧化炉或转炉中进行焙烧处理；粉层松装厚度为30～45mm，在空气下反应4～6小时；升温速度2.5-4℃/分钟、至700℃±20℃、恒温30～60分钟，得WO3·CuO复合氧化物；C、还原处理将由B所得复合氧化物过40～60目筛，筛下物送入还原炉中，在还原气氛及800～900℃温度下还原处理4～6小时，冷却后过40～120目筛，即得目的物钨铜复合粉。
2.按权利要求1所述钨铜复合粉的生产方法；其特征在于所述原料粉蓝钨、紫钨及氧化亚铜的粒度均为-200目。
3.按权利要求1所述钨铜复合粉的生产方法；其特征在于所述耐热舟皿为耐热合金钢舟皿或石英舟皿、钼舟皿。
4.按权利要求1所述钨铜复合粉的生产方法；其特征在于所述还原气氛为氢还原气氛或NH3+N2还原气氛。
全文摘要
该发明属于粉末冶金领域中一种钨铜复合粉的生产方法。包括采用蓝钨(W
文档编号B22F9/16GK1730207SQ20051002141
公开日2006年2月8日 申请日期2005年8月4日 优先权日2005年8月4日
发明者李立, 李伟勤, 吕祥明, 王世春, 李懿, 张世海 申请人:自贡硬质合金有限责任公司