本发明涉及钨铜毛细管加工技术领域，尤其是一种制备钨铜毛细管的方法。
背景技术：
钨铜合金(wcu)是以钨元素(w)为基、铜元素(cu)为主组成的一种两相结构伪合金，是一种金属复合材料。钨铜合金综合了金属钨和铜的优点，耐高温、强度高、耐电弧烧蚀、密度大；导电、导热性能适中，线膨胀系数适中，广泛应用于军用耐高温材料、电接触和电加工材料、微电子材料。由于钨铜合金的优良性能，钨铜毛细管也正被尝试用于通讯产业的光纤插芯(opticalfiberferrule)，典型的光纤插芯的钨铜含量为：w85％cu15％，长度为5mm，外径1mm要求公差+/-3mm，中心孔0.2mm要求公差+/-1mm，此外对同轴度、直线度等参数也具有严格要求。
金属铜和钨物理特性差异较大，一般采用粉末冶金技术进行生产，粉末冶金方法制备钨铜合金，常用的基础方法有液相烧结法或熔渗法，该两种方法的一般工艺流程分别如图1、图2所示，如图1所示，液相烧结法是将一定比例的钨铜复合粉混合成形剂后制备成钨铜合金粉体，对粉体压制成型后，在介于钨铜熔点间的高温下烧结制成钨铜合金，然后再对合金进行后处理精加工。如图2所示，熔渗法是将钨粉中混加入成形剂(如硬脂酸、石蜡，起润滑和粘结作用)或少量诱导铜粉制备成钨粉体，粉体压制成型后，在高温下烧结为钨骨架，然后在较低温度下将铜熔化后渗入到钨骨架的空隙中制成钨铜合金，然后再对合金进行后处理精加工。
在制备钨铜毛细管的时，如果采用先制备直径相对较大的钨铜合金管，再进行冷或热拉拔至所需尺寸，由于高钨钨铜材料的延展性差，导致冷或热拉拔时困难，成型率不高；如果采用先制备实心钨铜合金棒材，再加工大长径比中心微孔的方法，由于现有的各种加工微孔的方法如电火花、微型钻等方法难以满足长径比、最小孔径、加工精度等要求，电解、激光、电子束等方法在成品率、生产成本、生产周期、设备投资等方面存在缺点，上述方法难以实现质量、效率和成本的较好平衡。
技术实现要素：
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种制备钨铜毛细管的方法，从而达到提高钨铜毛细管的中心孔的质量，提升精度，节约原材料，降低成本，缩短生产周期的目的。
本发明所采用的技术方案如下：
一种制备钨铜毛细管的方法，工艺流程为：钨铜合金粉体制备、粉体成型、脱成型剂、烧结和后处理，所述粉体成型过程中，在粉体中心置入铜丝进行占位，粉体成型后进行烧结，在烧结过程中，粉体形成钨铜棒材，铜丝熔渗扩散至钨铜棒材本体，并在所述钨铜棒材本体中心形成细孔；
所述粉体成型采用模压法，模压法采用的装置结构为：包括第一模具，所述第一模具呈圆柱体结构，其中部开有槽口，在槽口的底部中心有可穿过铜丝的穿通孔和第一脱模顶针孔，圆柱体结构的一侧壁面上、下部分别开有第一切断刀孔；第一模具的槽口内底部与顶部分别放置下压头、上压头，所述下压头、上压头以及第一模具的内壁面形成放置第一粉体的腔体，所述下压头、上压头的中心分别开有可穿过铜丝的穿通孔，与穿通孔垂直方向开有铜丝切断孔，所述铜丝切断孔与第一切断刀孔相对应；所述上压头成t型结构，其上端直径大于第一模具的外径；
其具体操作步骤如下：
第一步、制备粉体：将钨铜粉末混合，加入成型剂制成第一粉体；
第二步、固定模具：在第一模具槽口的内壁面涂覆脱模剂，并将其固定至模架上；
第三步、放入压头：在第一模具槽口内放入下压头和上压头，并和第一模具内壁贴合，所述上压头上端高于第一模具的浇口；
第四步、置入铜丝：将第一铜丝依次穿入上压头、下压头和第一模具的中心穿通孔，并伸出第一模具外部，第一铜丝的两头分别通过上夹头、下夹头施加张紧力进行固定；
第五步、压制粉体：提升上压头使其下端高于第一模具上部的浇口，将第一粉体从第一模具浇口中注入，下压上压头，将第一模具中的粉体压紧，并保持压力10-30分钟；
第六步、压紧成型：重复第五步，直至第一模具腔体中第一粉体重量及高度达到要求，此时第一切断刀孔与铜丝切断孔保持齐平并连通；
第七步、切断铜丝：将切断刀分别插入所述第一切断刀孔内，并深入至铜丝切断孔，切断第一铜丝，然后抽出切断刀；
第八步、脱模：取出上压头，在第一脱模顶针孔内安装顶出件，将下压头和第一粉体顶出，即获得中心带有第一铜丝的粉体毛坯；
第九步、烧结：将第八步中获得的粉体毛坯进行脱除成型剂处理，并在介于钨铜熔点间的高温下进行烧结，粉体毛坯形成钨铜棒材，同时第一铜丝熔渗进钨铜棒材本体，并在所述钨铜棒材本体的中心形成中心细孔；
第十步、后处理：对钨铜棒材的外径和中心细孔进行切削加工。
其进一步技术方案在于：
所述第一模具采用径向两分模结构。
一种制备钨铜毛细管的方法，工艺流程为：钨铜合金粉体制备、粉体成型、脱成型剂、烧结和后处理，所述粉体成型过程中，在粉体中心置入铜丝进行占位，粉体成型后进行烧结，在烧结过程中，粉体形成钨铜棒材，铜丝熔渗扩散至钨铜棒材本体，并在所述钨铜棒材本体中心形成细孔；
所述粉体成型采用射出法，射出法采用的装置结构为：包括第二模具，所述第二模具呈圆柱体结构，其中部开有槽口，在槽口的底部中心有可穿过铜丝的穿通孔和第二脱模顶针孔，圆柱体结构一侧壁面上开有第二切断刀孔；第二模具的槽口内底部放置右模头，所述右模头中心开有可穿过铜丝的穿通孔，与穿通孔垂直方向开有第二切断孔，所述第二切断孔与所述第二切断刀孔相对应；第二模具槽口的顶部端面连接左模头，所述左模头成圆柱体结构，其中部开有中心对称的多个圆孔，所述圆柱体结构中心设置有可穿过铜丝的穿通孔，与穿通孔垂直方向开有第三切断孔；所述左模头连接浇口板，所述浇口板成圆柱体结构，其中部开有凹槽，所述凹槽底部开有与所述圆孔对应的浇道，并与第二模具内壁面及右模头构成放置第二粉体的腔体。
其具体操作步骤如下：
第一步、制备粉体：将钨铜粉末混合，加入成型剂制成第二粉体；
第二步、固定模具：在第二模具内圆柱面涂覆脱模剂，并将其固定至模架；
第三步、放入模头：在第二模具槽口内放入右模头，在第二模具左侧连接左模头，在左模头内壁涂覆脱模剂；
第四步、置入铜丝：将一端墩粗的第二铜丝依次穿入左模头、右模头和第二模具中心穿通孔，并伸出第二模具外部，将墩粗的一端与左模头的穿通孔卡紧，用夹块固定第二铜丝的伸出端，并施加张力以确保其张紧；
第五步、安装浇口板：在左模头左侧连接浇口板；
第六步、射入粉体：所述浇口板左侧连接射出机的射出口，启动射出机，料斗输送第二粉体至螺杆，马达通过传动系统驱动螺杆将第二粉体射出，经由浇口板的圆孔浇道填充到第二模具内，保持压力10-30分钟；
第七步、切断铜丝：将铜丝切断刀分别插入所述第二切断孔、第三切断孔，将第二铜丝切断，取出铜丝切断刀；
第八步、脱模：取下浇口板、左模头，在第二脱模顶针孔安装顶出件，顶出右模头及第二粉体，即获得中心带有铜丝的粉体毛坯；
第九步、粉体加工：对第八步获得的粉体毛坯进行外部形状的切削加工；
第十步、对第九步加工好的粉体毛坯进行脱成型剂处理，然后进行烧结、后处理，所述烧结、后处理与所述模压法相应步骤的操作相同。
其进一步技术方案在于：
所述第二模具采用径向两分模结构。
所述左模头成圆柱体结构，其中部开有一对或两对对称布置的圆孔。
一种制备钨铜毛细管的方法，工艺流程为：钨铜合金粉体制备、粉体成型、脱成型剂、烧结和后处理，在粉体成型过程中，在粉体中心置入铜丝进行占位，在后续烧结过程中，粉体形成钨铜棒材，铜丝熔渗进钨铜棒材本体，并在所述钨铜棒材本体中心形成细孔；
所述粉体成型采用挤出法，挤出法采用的装置为：包括模筒，模筒的两端分别与模筒底板及挤压模嘴连接，所述模筒底板、模筒及挤压模嘴构成放置第三粉体的腔体，还包括对铜丝进行放线的放线装置和牵引铜丝移动的牵引装置；所述模筒侧壁面上开有入料口，所述模筒底板中心开有可穿过铜丝的穿通孔，所述挤压模嘴内部形成锥形槽，所述锥形槽口小端面延伸有直通槽口；
其具体操作步骤如下：
第一步、制备粉体：将钨铜粉末混合，加入成型剂制成第三粉体；
第二步、固定模具：将模筒固定至模架，模筒左侧连接模筒底板，模筒右侧连接挤压模嘴；
第三步、置入铜丝：用放线装置将第三铜丝依次穿入模筒底板中心的穿通孔，经模筒内部、伸出挤压模嘴的外部，穿过牵引装置；
第四步、挤压粉体：从入料口将第三粉体加压挤入模筒内，并将其匀速的从挤压模嘴中挤出，经挤压模嘴锥形槽口及直通槽口的挤压，从挤压模嘴中挤出的第三粉体直径变小，同时通过牵引装置牵引第三铜丝，与放线装置配合控制第三铜丝的张力和速度，使其与第三粉体挤出成型速度相同；在被挤出的第三粉体下方设置托架，所述托架为半圆筒形结构，所述半圆筒形结构的内径大于第三粉体直径，并从下侧托起第三粉体；所述半圆筒形结构上开有气孔，气体从气孔中通入，在半圆筒形结构的内壁与第三粉体之间形成一层气体薄膜，以降低第三粉体与托架间的摩擦，减轻粉体变形。
第五步、切断粉体：挤出的第三粉体达到要求长度时，停止粉体挤出和铜丝牵引，将挤出的第三粉体及其中间的第三铜丝分段切断成粉体毛坯；
第六步、将粉体毛坯进行脱成型剂处理之后，进行烧结和后处理，所述烧结、后处理与所述模压法相应步骤的操作相同；
第七步、手动将切断后的第三铜丝拉出，重新设置到牵引装置中，重复第五步、第六步，可持续加工出满足要求的钨铜毛细管。
所述的一种制备钨铜毛细管的方法，工艺流程为：钨粉体制备、粉体成型、脱成型剂、预烧结、烧结、熔渗及后处理，所述钨粉体制备为钨粉混合成型剂制成钨粉体，在钨粉体成型过程中，在粉体中心置入铜丝进行占位，在烧结过程中，粉体形成钨骨架，铜丝熔渗进钨骨架，并在所述钨骨架中心形成细孔；所述熔渗是将铜熔化后渗入到钨骨架的空隙中制成钨铜合金。
所述的一种制备钨铜毛细管的方法，工艺流程为：钨粉体制备、粉体成型、烧结、熔渗及后处理，所述钨粉体制备为钨粉混合诱导铜粉制成钨粉体，在钨粉体成型过程中，在粉体中心置入铜丝进行占位，在烧结过程中，粉体形成钨骨架，铜丝熔渗进钨骨架，并在所述钨骨架中心形成细孔；所述熔渗是将铜熔化后渗入到钨骨架的空隙中制成钨铜合金。
本发明的有益效果如下：
本发明通过在钨铜粉末冶金工艺的粉体压制过程中，采用粉体中置入铜丝占位，烧结后自然形成高质量中心孔的方法，能满足较高长径比要求，生产成本小，生产周期短，良品率高。
本发明还具有如下优点：
1.适用于粉末冶金工艺的熔渗法、烧结法，即对粉体制备和毛坯烧结的过程没有特殊要求，采用熔渗法时，中心孔成型后再对钨本体骨架进行铜熔渗，无需改变冶金工艺流程的顺序和步骤，操作方便。
2.适用于模压法、射出法或挤压法的粉体成型的方法，在粉体成型过程中，脱模方式适用于径向、轴向模式，能满足不同长径比的要求。
3.运用钨、铜熔点的差异，将铜丝置入粉体中占位，再对中心包含铜丝的粉体毛坯进行烧结，铜丝扩散至毛坯本体后在占位处形成中心孔，无需后续加工或者只需精加工即可获得高质量的中心孔。
4.普通铜丝即可满足占位要求，与现有微孔加工技术相比，降低生产成本，缩短生产周期。
图1为现有粉末冶金工艺液相烧结法的工艺流程图。
图2为现有粉末冶金工艺熔渗法的工艺流程图。
图3为本发明模压法装置的剖面图。
图4为本发明射出法装置的剖面图。
图5为本发明挤出法装置的剖面图。
其中：101、第一模具；102、下压头；103、上压头；104、第一切断刀孔；105、切断刀；106、铜丝切断孔；107、第一铜丝；108、上夹头；109、下夹头；110、第一粉体；111、第一脱模顶针孔；201、第二模具；202、右模头；203、左模头；204、浇口板；205、第二切断孔；206、第三切断孔；207、夹块；208、第二脱模顶针孔；209、第二铜丝；210、第二粉体；301、模筒；302、模筒底板；303、挤压模嘴；304、放线装置；305、牵引装置；306、第三粉体；307、第三铜丝；308、入料口。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
1.本实施例的制备钨铜毛细管的方法，工艺流程为：钨铜合金粉体制备、粉体成型、脱成型剂、烧结和后处理，粉体成型过程中，在粉体中心置入铜丝进行占位，粉体成型后进行烧结，在烧结过程中，粉体形成钨铜棒材，铜丝熔渗扩散至钨铜棒材本体，并在钨铜棒材本体中心形成细孔；
如图3所示，粉体成型采用模压法，模压法采用的装置结构为：包括第一模具101，第一模具101呈圆柱体结构，其中部开有槽口，在槽口的底部中心有可穿过铜丝的穿通孔和第一脱模顶针孔111，圆柱体结构的一侧壁面上、下部分别开有第一切断刀孔104；第一模具101的槽口内底部与顶部分别放置下压头102、上压头103，下压头102、上压头103以及第一模具101的内壁面形成放置第一粉体110的腔体，下压头102、上压头103的中心分别开有可穿过铜丝的穿通孔，与穿通孔垂直方向开有铜丝切断孔106，铜丝切断孔106与第一切断刀孔104相对应；上压头102成t型结构，其上端直径大于第一模具101的外径；
其具体操作步骤如下：
第一步、制备粉体：将钨粉末与铜粉末按17:3的比例混合，加入成型剂制成第一粉体110；
第二步、固定模具：在第一模具101槽口的内壁面涂覆脱模剂，并将其固定至模架上；
第三步、放入压头：在第一模具101槽口内放入下压头102和上压头103，并和第一模具101内壁贴合，上压头103上端高于第一模具101的浇口；
第四步、置入铜丝：将第一铜丝107依次穿入上压头103、下压头102和第一模具101的中心穿通孔，并伸出第一模具101外部，第一铜丝107的两头分别通过上夹头108、下夹头109施加张紧力进行固定；
第五步、压制粉体：提升上压头103使其下端高于第一模具101上部的浇口，将第一粉体110从第一模具101浇口中注入，下压上压头103，将第一模具101中的粉体压紧，并保持压力10-30分钟；
第六步、压紧成型：重复第五步，直至第一模具101腔体中第一粉体110重量及高度达到要求，此时第一切断刀孔104与铜丝切断孔106保持齐平并连通；
第七步、切断铜丝：将切断刀105分别插入第一切断刀孔104内，并深入至铜丝切断孔106，切断第一铜丝107，然后抽出切断刀105；
第八步、脱模：取出上压头103，在第一脱模顶针孔111内安装顶出件，将下压头102和第一粉体110顶出，即获得中心带有第一铜丝107的粉体毛坯；
第九步、烧结：将第八步中获得的粉体毛坯进行脱除成型剂处理，并在介于钨铜熔点间的高温下进行烧结，粉体毛坯形成钨铜棒材，同时第一铜丝107熔渗进钨铜棒材本体，并在钨铜棒材本体的中心形成中心细孔；
第十步、后处理：对钨铜棒材的外径和中心细孔进行切削加工。
本实施例的制备钨铜毛细管的方法，根据钨铜毛细管长径比的设计要求，第一模具101还可以采用径向两分模结构，径向两分模在脱模过程中，可以避免拔模锥度，能满足长径比较大的钨铜毛细管的制造需求。
本实施例的制备钨铜毛细管的方法，第一步中，钨粉末与铜粉末之间的比例还可以设置为4:1。
2.本实施例的制备钨铜毛细管的方法，工艺流程为：钨铜合金粉体制备、粉体成型、脱成型剂、烧结和后处理，粉体成型过程中，在粉体中心置入铜丝进行占位，粉体成型后进行烧结，在烧结过程中，粉体形成钨铜棒材，铜丝熔渗扩散至钨铜棒材本体，并在钨铜棒材本体中心形成细孔；
如图4所示，粉体成型采用射出法，射出法采用的装置结构为：包括第二模具201，第二模具201呈圆柱体结构，其中部开有槽口，在槽口的底部中心有可穿过铜丝的穿通孔和第二脱模顶针孔208，圆柱体结构一侧壁面上开有第二切断刀孔；第二模具201的槽口内底部放置右模头202，右模头202中心开有可穿过铜丝的穿通孔，与穿通孔垂直方向开有第二切断孔205，第二切断孔205与第二切断刀孔相对应；第二模具201槽口的顶部端面连接左模头203，左模头203成圆柱体结构，其中部开有对称的两个圆孔，圆柱体结构中心设置有可穿过铜丝的穿通孔，与穿通孔垂直方向开有第三切断孔206；左模头203连接浇口板204，浇口板204成圆柱体结构，其中部开有凹槽，凹槽底部开有对称的两个浇道，两个浇道分别与两个圆孔连通，并与第二模具201内壁面及右模头202构成放置第二粉体210的腔体。
其具体操作步骤如下：
第一步、制备粉体：将钨粉末与铜粉末按17:3的比例混合，加入成型剂制成第二粉体210；
第二步、固定模具：在第二模具201内圆柱面涂覆脱模剂，并将其固定至模架；
第三步、放入模头：在第二模具201槽口内放入右模头202，在第二模具201左侧连接左模头203，在左模头203内壁涂覆脱模剂；
第四步、置入铜丝：将一端墩粗的第二铜丝209依次穿入左模头203、右模头202和第二模具201中心穿通孔，并伸出第二模具201外部，将墩粗的一端与左模头203的穿通孔卡紧，用夹块207固定第二铜丝209的伸出端，并施加张力以确保其张紧；
第五步、安装浇口板：在左模头203左侧连接浇口板204；
第六步、射入粉体：浇口板204左侧连接射出机的射出口，启动射出机，料斗输送第二粉体210至螺杆，马达通过传动系统驱动螺杆将第二粉体210射出，经由浇口板204的圆孔浇道填充到第二模具201内，保持压力10-30分钟；
第七步、切断铜丝：将铜丝切断刀分别插入第二切断孔205、第三切断孔206，将第二铜丝209切断，取出铜丝切断刀；
第八步、脱模：取下浇口板204、左模头203，在第二脱模顶针孔208安装顶出件，顶出右模头202及第二粉体210，即获得中心带有铜丝的粉体毛坯；
第九步、粉体加工：对第八步获得的粉体毛坯进行外部形状的切削加工；
第十步、对第九步加工好的粉体毛坯进行脱成型剂处理，然后进行烧结、后处理，烧结、后处理与模压法相应步骤的操作相同。
本实施例的制备钨铜毛细管的方法，根据钨铜毛细管长径比的设计要求，第二模具201还可以采用径向两分模结构，径向两分模在脱模过程中，可以避免拔模锥度，能满足长径比较大的钨铜毛细管的制造需求。
本实施例的制备钨铜毛细管的方法，左模头203中部对称布置的圆孔还可以设置为2对。
本实施例的制备钨铜毛细管的方法，第一步中，钨粉末与铜粉末之间的比例还可以设置为4:1。
3.本实施例的制备钨铜毛细管的方法，工艺流程为：钨铜合金粉体制备、粉体成型、脱成型剂、烧结和后处理，在粉体成型过程中，在粉体中心置入铜丝进行占位，在后续烧结过程中，粉体形成钨铜棒材，铜丝熔渗进钨铜棒材本体，并在钨铜棒材本体中心形成细孔；
如图5所示，粉体成型采用挤出法，挤出法采用的装置结构为：包括模筒301，模筒301的两端分别与模筒底板302及挤压模嘴303连接，模筒底板302、模筒301及挤压模嘴303构成放置第三粉体306的腔体，还包括对铜丝进行放线的放线装置304和牵引铜丝移动的牵引装置305；模筒301侧壁面上开有入料口308，模筒底板302中心开有可穿过铜丝的穿通孔，挤压模嘴303内部形成锥形槽，锥形槽口小端面延伸有直通槽口；
其具体操作步骤如下：
第一步、制备粉体：将钨粉末、铜粉末按17:3的比例混合，加入成型剂制成第三粉体306；
第二步、固定模具：将模筒301固定至模架，模筒301左侧连接模筒底板302，模筒301右侧连接挤压模嘴303；
第三步、置入铜丝：用放线装置304将第三铜丝307依次穿入模筒底板302中心的穿通孔，经模筒301内部、伸出挤压模嘴303的外部，穿过牵引装置305；
第四步、挤压粉体：从入料口308将第三粉体306加压挤入模筒301内，并将其匀速的从挤压模嘴303中挤出，经挤压模嘴303锥形槽口及直通槽口的挤压，从挤压模嘴303中挤出的第三粉体306直径变小，同时通过牵引装置305牵引第三铜丝307，与放线装置304配合控制第三铜丝307的张力和速度，使其与第三粉体306挤出成型速度相同；在被挤出的第三粉体306下方设置托架，托架为半圆筒形结构，半圆筒形结构的内径大于第三粉体306直径，并从下侧托起第三粉体306；半圆筒形结构上开有气孔，气体从气孔中通入，在半圆筒形结构的内壁与第三粉体之间形成一层气体薄膜，以降低第三粉体与托架间的摩擦，减轻粉体变形。
第五步、切断粉体：挤出的第三粉体306达到要求长度时，停止粉体挤出和铜丝牵引，将挤出的第三粉体306及其中间的第三铜丝分段切断成粉体毛坯；
第六步、将粉体毛坯进行脱成型剂处理之后，进行烧结和后处理，烧结、后处理与模压法相应步骤的操作相同；
第七步、手动将切断后的第三铜丝307拉出，重新设置到牵引装置305中，重复第五步、第六步，可持续加工出满足要求的钨铜毛细管。
本实施例的制备钨铜毛细管的方法，第一步中，钨粉末与铜粉末之间的比例还可以设置为4:1。
上述制备钨铜毛细管的方法，均采用如图1所示的液相烧结法，还可采用熔渗法，其工艺流程如图2所示：钨粉体制备、粉体成型、脱成型剂、预烧结、烧结、熔渗及后处理，钨粉体制备为钨粉混合成型剂或者诱导铜粉制成钨粉体，在钨粉体成型过程中，同样基于模压法、射出法或挤压法，在粉体中心置入铜丝进行占位，如果使用成型剂制备钨粉体，需先脱除成型剂、预烧结，然后进行烧结，粉体形成钨骨架，中心铜丝熔渗进钨骨架，并在钨骨架中心形成细孔，然后进行铜熔渗：将铜熔化后渗入到含有中心孔的钨骨架的空隙中，制成钨铜毛细管，最后对外径及中心孔进行精加工获得合格的钨铜毛细管；如果使用诱导铜粉制备钨粉体，则在粉体成型后进行烧结、铜熔渗及后处理。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。