本發(fā)明屬于金屬基復(fù)合材料領(lǐng)域，尤其涉及一種銅鎢含硼金剛石電阻焊電極及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、電阻焊電極材料廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、航空航天、電子器件等領(lǐng)域，需同時(shí)滿足高導(dǎo)電率（確保焊接效率）、高硬度與耐磨性（延長(zhǎng)電極壽命）、低粘連率（避免焊材與電極表面粘連）的核心性能要求。目前主流技術(shù)路線包括銅鎢復(fù)合材料、金屬氧化物增強(qiáng)銅基材料、石墨烯增強(qiáng)銅基材料等。其中，銅鎢基復(fù)合材料因兼具銅的高導(dǎo)電性與鎢的高熔點(diǎn)、高硬度，成為行業(yè)主流選擇。

2、然而，傳統(tǒng)銅鎢電極通過(guò)添加金屬氧化物（如氧化鋁）或稀土氧化物提升硬度，但導(dǎo)致導(dǎo)電率顯著下降，難以滿足高效焊接需求。且石墨烯增強(qiáng)銅基體材料雖部分提升導(dǎo)電性，但耐磨性差，電極易磨損。焊接高導(dǎo)電材料（如銅合金、鍍層板材）時(shí)，電極表面易與工件粘連，降低焊接質(zhì)量并縮短電極壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種銅鎢含硼金剛石電阻焊電極及其制備方法，旨在解決背景技術(shù)中存在的問(wèn)題。

2、本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種銅鎢含硼金剛石電阻焊電極，包括：

3、基體相：銅相與鎢相的復(fù)合基體，其中銅相10-40wt%，鎢相60-90wt%；

4、增強(qiáng)相：含硼金剛石粉，其中硼摻雜濃度為1019-1021atoms/cm3，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為數(shù)0.5-3%，粒度50-400目；

5、金屬化層：覆蓋于含硼金剛石粉表面的銅-鎳復(fù)合金屬化層，總厚度0.5-2μm，其中銅層厚度占比為30-50%，鎳層為磁控濺射沉積。

6、如上述所述的銅鎢含硼金剛石電阻焊電極的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

7、s1、對(duì)含硼金剛石粉進(jìn)行分步金屬化處理，先將含硼金剛石粉浸入ph=11-13的硫酸銅溶液中，60℃反應(yīng)30min，沉積0.2-0.5μm銅層，再在氬氣氛圍下，靶材為純鎳，濺射功率200w，沉積0.3-1.5μm鎳層，得到表面金屬化的含硼金剛石粉；

8、s2、將s1中表面金屬化處理的含硼金剛石粉與鎢粉混合球磨，冷等靜壓成型為預(yù)制體，得到鎢預(yù)制體；

9、s3、將s2中鎢預(yù)制體，在溫度為1250-1380℃的真空環(huán)境中燒結(jié)2-4小時(shí)，形成孔隙率18-25%的鎢骨架，并將電解銅板置于鎢骨架下方，在1080-1180℃、15-25mpa壓力的真空環(huán)境下進(jìn)行加壓熔滲，得到銅鎢含硼金剛石電極材料；

10、s4、對(duì)熔滲后得到的電極材料進(jìn)行線切割，并對(duì)成型物進(jìn)行表面激光拋光。

11、本發(fā)明提供的一種銅鎢含硼金剛石電阻焊電極及其制備方法，具有以下有益效果：

12、該銅鎢含硼金剛石電阻焊電極首次將導(dǎo)電型含硼金剛石與銅鎢結(jié)合，在提升硬度的同時(shí)維持高導(dǎo)電性，且限定硼摻雜濃度范圍，確保金剛石從絕緣體轉(zhuǎn)變?yōu)榘雽?dǎo)體/導(dǎo)體。

13、分步金屬化工藝（先鍍銅后濺射鎳）解決含硼金剛石表面鍍層結(jié)合力差的問(wèn)題，界面剪切強(qiáng)度提升至≥150mpa，且燒結(jié)溫度與熔滲壓力（15-25mpa）協(xié)同控制，實(shí)現(xiàn)孔隙率≤0.5%的超高致密化。

技術(shù)特征：

1.一種銅鎢含硼金剛石電阻焊電極，其特征在于，所述銅鎢含硼金剛石電阻焊電極包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鎢含硼金剛石電阻焊電極，其特征在于，所述銅-鎳復(fù)合金屬化層中，化學(xué)鍍銅層的厚度為0.2-0.5μm，磁控濺射鎳層的厚度為0.3-1.5μm。

3.一種如權(quán)利要求1所述的銅鎢含硼金剛石電阻焊電極的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的銅鎢含硼金剛石電阻焊電極的制備方法，其特征在于，s2中所述混合球磨的球料比為5:1，轉(zhuǎn)速為200rpm，混合時(shí)間為4-8小時(shí)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的銅鎢含硼金剛石電阻焊電極的制備方法，其特征在于，s2中所述的所述冷等靜壓成型壓力為300-600mpa，保壓時(shí)間為10分鐘。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明適用于金屬基復(fù)合材料領(lǐng)域，提供了一種銅鎢含硼金剛石電阻焊電極及其制備方法，所述電極材料由銅相、鎢相和含硼金剛石粉組成；制備方法包括：對(duì)含硼金剛石粉進(jìn)行化學(xué)鍍銅和磁控濺射鎳的分步金屬化處理；將表面金屬化的含硼金剛石粉與鎢粉混合球磨后冷等靜壓成型，得到鎢預(yù)制體；將鎢預(yù)制體在氫氣或真空環(huán)境中燒結(jié)形成多孔鎢骨架；將鎢骨架通過(guò)銅熔滲填充孔隙，得到銅鎢含硼金剛石電極材料，最終加工成型。本發(fā)明通過(guò)導(dǎo)電型含硼金剛石的引入及分步金屬化工藝，突破傳統(tǒng)電極導(dǎo)電率與耐磨性的矛盾，同時(shí)顯著降低粘連率，適用于焊接高強(qiáng)鋼、鍍層板材、銅合金等易粘連工況。

技術(shù)研發(fā)人員：王鵬鵬,沈敏華,李甜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：研邁電子材料（上海）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15