一種高強高導銅合金的制備方法技術

本發明專利技術涉及一種高強高導銅合金的制備方法。具體制備操作步驟為：（1）固溶處理和熱軋、（2）常溫冷軋和退火、（3）低溫處理、（4）快速變形處理和最終退火。本發明專利技術選擇在低于銅合金發生滑移變形的溫度下，進行低溫快速變形加工處理，與未進行低溫快速變形加工處理下的樣件相比，不僅能夠提高銅合金的強度，還能較好的保持銅合金的導電性。本發明專利技術所制銅合金性能優于未采用本法處理制得的銅合金性能，其抗拉強度大于600MPa，延伸率大于10%，且導電率在80%IACS以上。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于有色金屬加工
，特別涉及一種采用低溫處理后進行快速變形加工技術獲得高強高導銅合金的方法。
技術介紹
我國是銅消費大國，尤其是近幾年隨著電氣化鐵路以及電子產品的快速發展，高強高導銅合金材料需求也日益旺盛。然而由于我國在高強高導銅合金材料領域的研究起步較晚，研究開發的水平與國外存在一定差距，目前尚未形成規模化生產，大部分高強導電銅合金材料仍然依賴進口。因此，制備高強高導銅合金具有十分重要的意義。目前在銅合金生產過程中，通常采用在室溫進行冷軋或者高溫(通常在900°C左右)下進行熱軋處理，或者綜合熱軋和冷軋制定復雜的形變熱處理工藝，利用這種方法可以 獲得具有較高強度的銅合金。但是，由于加工處理過程中合金元素形成的過飽和基體、析出的第二相以及增加的晶界都會降低合金的導電性能，難以同時獲得高強度和高導電性的銅I=I -Wl O
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種工藝方法簡單、生產成本低、可實現工業化生產的制備高強高導銅合金的制備方法，克服現有技術產生的加工處理缺陷。高強高導銅合金的具體制備操作步驟如下 第一步固溶處理和熱軋 將鉻鋯銅合金鑄錠，在SRJX-4-9箱式電阻爐中進行固溶退火處理，固溶溫度為920 950°C，時間為I 2小時；然后在普通軋機上進行熱軋加工，熱軋變形量為50 80%，水冷；在400 500°C下進行中間退火，退火時間1-2小時，空氣冷卻至室溫，得到熱軋件；所述鉻鋯銅合金中成份的重量百分比為鉻Cr O. 5 I. 0%、鋯Zr O. 2 I. 0%、鑭La O. I O. 4%、鎂Mg及其它雜質元素之和< O. 01%,銅Cu97. 6 99. 2% ； 第二步常溫冷軋和退火 將熱軋件在普通冷軋機上進行冷軋加工，冷軋變形量為20 50% ;在400 500°C下進行冷軋退火處理，退火時間I 2小時，空氣冷卻至室溫，得到冷軋件； 第三步低溫處理 對冷軋件進行低溫處理，使冷軋件冷卻到_50°C _196°C，并保持O. 5 I小時，得到低溫處理件；所述低溫處理是指將樣件置于液氮或干冰中使樣件冷卻到指定低溫的處理方法; 第四步快速變形處理和最終退火 對低溫處理件進行快速變形處理得到快速變形處理件，所述快速變形是指通過沖壓機或鍛打方法對樣件進行處理，沖壓或鍛打變形速率為每秒的變形量20% 80% ;在400 500°C溫度條件下對快速變形處理件進行最終退火處理，退火時間I 3小時，空氣冷卻，得到高強高導銅合金；其抗拉強度大于600MPa，延伸率大于10%，且導電率在80%IACS以上。本專利技術的原理是通過對銅合金樣件低溫處理后進行快速變形加工的方法，在合金中形成了大量的孿晶，從而獲得高強高導的性能。銅合金為面心立方金屬，其室溫滑移的臨界分切應力小，在常溫塑性變形過程中，主要以滑移的方式進行。而滑移所產生的位錯點陣畸變為大大降低合金導電性能。采用低溫快速變形的方式，一方面低溫時銅合金滑移變形的方式受到限制，滑移不再是主要的變形方式；另一方面銅合金快速變形時的瞬時切應力大，能達到發生孿生所需的臨界應力大小，合金變形以孿生為主。孿生形成的亞晶界和孿晶晶界畸變能小，對電子的阻礙作用小，有利于減少銅合金導電性能的降低；加上形變和細晶強化的作用，最終獲得高強高導銅合金。本專利技術的有益技術效果是 1、本專利技術選擇在低于銅合金發生滑移變形的溫度下，進行低溫快速變形加工處理，與未進行低溫快速變形加工處理下的樣件相比，不僅能夠提高銅合金的強度，還能較好的保持銅合金的導電性； 2、本專利技術所制銅合金性能優于未采用本法處理制得的銅合金性能，本法獲得的銅合金的抗拉強度大于600MPa，延伸率大于10%，且導電率在80%IACS以上； 3、本專利技術所采用的低溫快速變形加工處理方法，對材料的尺寸局限性小，實施簡單，可以利用現有設備直接投入生產，成本低廉，具有良好的工業應用前景。附圖說明圖I為制備高強高導銅合金的工藝流程圖。圖2為實施例I中高強高導銅合金的微觀組織形貌。圖3為實施例I液氮處理后快速變形量為35%時銅合金晶體空間取向分布等Φ截面圖。圖4為實施例2液氮處理后快速變形量為45%時銅合金晶體空間取向分布等φ截面圖。圖5為實施例3干冰處理后快速變形量為55%時高強高導銅合金晶體取向成像圖。圖6為實施例4干冰處理后快速變形量為65%時高強高導銅合金晶體取向成像圖。圖7為高強高導銅合金常規處理與低溫快速變形(實施例1、2、3、4)下導電率的對比。具體實施例方式下面結合實施例，對本專利技術作詳細介紹 實施例I: 將鉻鋯銅合金(重量百分比組成為鉻Cr O. 5 I. 0%、鋯Zr O. 2 I. 0%、鑭La O. I O. 4%、鎂Mg及其它雜質元素之和< O. 01%,銅Cu97. 6 99. 2%)的原始鑄錠，在SRJX-4-9箱式電阻爐中進行固溶退火處理，固溶溫度為950°C，固溶處理時間為I小時；然后在普通軋機上進行熱軋加工，變形量為50%，熱軋后水冷；而后在450°C下進行中間退火，退火時間I小時，退火后空冷。將上一步后獲得的樣件在普通冷軋機上進行冷軋加工，變形量為30%;最后在450°C下進行中間退火，退火時間I小時，退火后空冷。將退火后的樣件置于液氮池中浸泡，并保持O. 5小時，而后即刻進行快速變形處理，沖壓變形速率每秒35%。將低溫快速變形加工處理后的樣件在450°C下退火處理I小時，退火后空冷。所述工藝過程如圖I所/Jn ο最終獲得高強高導銅合金樣件，樣件的微觀組織形貌如圖2所示形成了許多彌散細小的晶粒，樣件織構類型為{110}〈001>型織構，高強高導銅合金晶體空間取向分布等Φ截面圖見圖3所示。所得樣件的抗拉強度為610MPa，延伸率為16%，導電率為83%IACS，不同溫度和變形條件下所得樣件的性能對比見圖7所示。實施例2: 將鉻鋯銅合金(重量百分比組成為鉻Cr O. 5 I. 0%、鋯Zr O. 2 I. 0%、鑭La O. I O. 4%、鎂Mg及其它雜質元素之和< O. 01%,銅Cu97. 6 99. 2%)的原始鑄錠，在SRJX-4-9箱 式電阻爐中進行固溶退火處理，固溶溫度為950°C，固溶處理時間為I小時；然后在普通軋機上進行熱軋加工，變形量為60%，熱軋后水冷；而后在450°C下進行中間退火，退火時間I小時，退火后空冷。將上一步后獲得的樣件在普通冷軋機上進行冷軋加工，變形量為40% ；最后在450°C下進行中間退火，退火時間2小時，退火后空冷。將退火后的樣件置于液氮池中浸泡，并保持O. 5小時，而后即刻進行快速變形處理，沖壓變形速率每秒45%。將低溫快速變形加工處理后的樣件在450°C下退火處理2小時，退火后空冷。所述工藝過程如圖I所/Jn ο最終獲得高強高導銅合金樣件，所得樣件織構類型為{100}〈110〉型織構，高強高導銅合金晶體空間取向分布等Φ截面圖見圖4所示。所得樣件的抗拉強度為635MPa，延伸率為13%，導電率為81%IACS，不同溫度和變形條件下所得樣件的性能對比見圖7所示。實施例3: 將鉻鋯銅合金(重量百分比組成為鉻Cr O. 5 I. 0%、鋯Zr O. 2 I. 0%、鑭La O. I O.4%、本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高強高導銅合金的制備方法，其特征在于具體制備操作步驟如下：（1）固溶處理和熱軋將鉻鋯銅合金鑄錠，固溶退火處理，固溶溫度為920～950℃，時間為1～2小時；熱軋加工，熱軋變形量為50～80%，水冷；中間退火處理，退火溫度為400～500℃，時間1？2小時，空氣冷卻至室溫，得到熱軋件；所述鉻鋯銅合金中成份的重量百分比為鉻0.5～1.0%、鋯0.2～1.0%、鑭0.1～0.4%、鎂及其它雜質元素之和＜0.01%，銅97.6～99.2%；（2）常溫冷軋和退火將熱軋件進行冷軋加工，冷軋變形量為20～50%；冷軋退火處理，退火溫度為400～500℃，退火時間1～2小時，空氣冷卻至室溫，得到冷軋件；（3）低溫處理對冷軋件進行低溫處理，使冷軋件冷卻到？50℃～？196℃，并保持0.5～1小時，得到低溫處理件；（4）快速變形處理和最終退火對低溫處理件進行快速變形處理，將變形處理件進行最終退火處理，退火溫度為400～500℃，退火時間1～3小時，空氣冷卻，得到高強高導銅合金，其抗拉強度大于600MPa，延伸率大于10%，且導電率在80%IACS以上。

【技術特征摘要】
1.一種高強高導銅合金的制備方法，其特征在于具體制備操作步驟如下 (1)固溶處理 和熱軋 將鉻鋯銅合金鑄錠，固溶退火處理，固溶溫度為920 950°C，時間為I 2小時；熱軋加工，熱軋變形量為50 80%，水冷；中間退火處理，退火溫度為400 500°C，時間1_2小時，空氣冷卻至室溫，得到熱軋件；所述鉻鋯銅合金中成份的重量百分比為鉻O. 5 I. 0%、鋯O. 2 I. 0%、鑭O. I O. 4%、鎂及其它雜質元素之和< O. 01%，銅97. 6 99. 2% ； (2)常溫冷軋和退火 將熱軋件進行冷軋加工，冷軋變形量為20 50% ;冷軋退火處理，退火溫度為400 500°C，退火時間I 2小時，空氣冷卻至室溫，得到冷軋件； (3)低溫處理 對冷軋件進行低溫處理，使冷軋件冷卻到_50°C _196°C，并保持O. 5 I小時，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃新民，吳玉程，秦永強，王巖，舒霞，鄭玉春，曹鈞力，
申請(專利權)人：合肥工業大學，
類型：發明
國別省市：