一种铜镍复合工艺的制作方法

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背景技术：
]铜镍金属复合材料可以最优配置组元材料各自的优势，达到单一金属不能满足的性能目标，因而被人为设计和可控制备以满足许多特定的应用要求。特别是近年来，铜镍金属复合材料在电连接材料方面的应用引起了人们广泛关注。目前的复合工艺，如搅拌摩擦焊、激光焊、超声焊、电阻焊、钎焊等，均为点结合或线结合，不能满足以下要求：铜镍均为平板，厚度不限，面积尺寸不限，可互为不同复杂形状；复合为金属键结合，结合层无任何外添元素；复合面大于99％铜镍接触面积，结合强度高；复合完成后，镍(没有与铜接触的部分)无脆性，保持良好的抗弯强度；工艺简单，成本较低，环保达标，适宜规模化生产。本发明采用超塑变形复合，将被连接件紧密接触在一起，使接触面产生微观塑性变形，创造破坏、重构接触面微观晶体结构的条件，达到铜镍二种材料形成金属键结合的目的。同时，研究了复合后镍变脆的产生机理，探究了致镍变脆之化合物(coni3)的产生条件，达到了复合后镍无脆性、保持良好抗弯强度的目标。

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技术实现要素：
]本发明的目的是提供一种铜镍的复合工艺，对厚度、尺寸、形状不限的铜镍平板进行复合，要求结合强度高，为金属键结合，复合面大于99％铜镍接触面积，复合后镍(没有与铜接触的部分)无脆性，保持良好的抗弯强度。工艺是将互为不同复杂图形的紫铜板、纯镍片n6样件，进行真空退火处理，退火规范为600-650℃保温1-3小时，然后分别在除油液(naoh+na2co3+h3po4溶液)和去膜液(hcl+h2so4+hf溶液)中对其表面进行除油污和去氧化膜，而后进行清水冲洗和风干，再用多种砂纸逐次打磨或抛光待复合面至光洁度达到在丙酮中进行超声波清洗、脱脂后，放置于真空热压设备中，进行超塑变形复合。抽真空至6.5x10^-3pa，施加样件压力为10-20mpa后，开始升温，至700-1070℃，保温1-4小时后，降温，降温速度大于10℃/min，至750-850℃，保温1-6小时后，去除外加压力，随炉冷却，制备得到金属键结合的铜镍复合样。

通过本发明的优化工艺条件，可实现结合强度大于40kg/cm²，复合面大于99％铜镍接触面积，复合后镍(没有与铜接触的部分)无脆性，保持良好的抗弯强度。

[具体实施方式]

实施例1：2mm厚紫铜板，0.15mm厚n6纯镍片，互为不同复杂图形，面积小于450mm×450mm。将样件进行真空退火处理，退火规范为650℃保温1小时。然后分别在除油液(naoh+na2co3+h3po4溶液)和去膜液(hcl+h2so4+hf溶液)中对其表面进行除油污和去氧化膜，而后进行清水冲洗和风干，再用多种砂纸逐次打磨或抛光待复合面至光洁度达到在丙酮中进行超声波清洗、脱脂、风干后，叠放于真空热压设备中。抽真空至6.5x10^-3pa，施加样件压力为10mpa后，开始升温，至980℃，保温3小时后，再降温至780℃，保温2小时后，去除样件压力，随炉冷却，制备得到铜镍复合样。复合样结合面大于99％铜镍接触面积，结合强度大于30kg/cm²，镍(没有与铜接触的部分)可90度折弯大于12次，无脆性。

实施例2：0.5mm厚紫铜板，0.1mm厚n6纯镍片，互为不同复杂图形，面积小于200mm×200mm。将样件进行真空退火处理，退火规范为600℃保温1.5小时。然后分别在除油液(naoh+na2co3+h3po4溶液)和去膜液(hcl+h2so4+hf溶液)中对其表面进行除油污和去氧化膜，而后进行清水冲洗和风干，再用多种砂纸逐次打磨或抛光待复合面至光洁度达到在丙酮中进行超声波清洗、脱脂、风干后，叠放于真空热压设备中。抽真空至6.5x10^-3pa，施加样件压力为12mpa后，开始升温，至870℃，保温1小时后，再降温至750℃，保温4小时后，去除样件压力，随炉冷却，制备得到铜镍复合样。复合样结合面大于99％铜镍接触面积，结合强度大于8kg/cm²，镍(没有与铜接触的部分)可90度折弯大于10次，无脆性。

实施例3：50mm厚紫铜块，20mm厚n6纯镍板，面积小于100mm×100mm。将样件进行真空退火处理，退火规范为650℃保温2小时。然后分别在除油液(naoh+na2co3+h3po4溶液)和去膜液(hcl+h2so4+hf溶液)中对其表面进行除油污和去氧化膜，而后进行清水冲洗和风干，再用多种砂纸逐次打磨或抛光待复合面至光洁度达到在丙酮中进行超声波清洗、脱脂、风干后，上块菱形叠放在下块上，放于真空热压设备中。抽真空至6.5x10^-3pa，施加样件压力为17mpa后，开始升温，至1040℃，保温2小时后，再降温至850℃，保温1小时后，去除样件压力，随炉冷却，制备得到铜镍复合样。复合样结合面等于铜镍接触面积，结合强度大于40kg/cm²，复合样自1米高自由落体4次，镍(没有与铜接触的部分)有裂纹产生，有一定脆性。

技术特征：

技术总结
一种铜镍复合工艺。将样件进行真空退火处理，然后分别在除油液和去膜液中对其表面进行除油污和去氧化膜，而后进行清水冲洗和风干，再用多种砂纸逐次打磨或抛光待复合面，在丙酮中进行超声波清洗、脱脂后，放置于真空热压设备中，在一定的温度压力真空度下进行超塑变形复合，保温完成后降温，降至一定温度时再保温保压一定时间，冷却，最后得到铜镍复合样。本发明具有生产工艺简单，成本低，铜镍为金属键面结合，镍没有变脆的特点。

技术研发人员：李佳若
受保护的技术使用者：李佳若
技术研发日：2018.01.19
技术公布日：2018.07.17