一種高強導電銅棒材料及制備方法技術

本發明專利技術屬于金屬材料領域，涉及一種高強導電銅棒材料及制備方法。本發明專利技術提供一種高強導電銅棒材料，該材料具有高的導電性；本發明專利技術還提供一種高強導電銅棒材料制備方法，該制備方法工藝簡單，生產成本低，適于工業化生產。本發明專利技術高強導電銅棒材料，各成分的重量百分含量為：La0.01-0.05%，Lu0.01-0.05%，Fe0.01-0.044%，Al0.6-0.9%，其余為Cu。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術屬于金屬材料領域，涉及。本專利技術提供一種高強導電銅棒材料，該材料具有高的導電性；本專利技術還提供一種高強導電銅棒材料制備方法，該制備方法工藝簡單，生產成本低，適于工業化生產。本專利技術高強導電銅棒材料，各成分的重量百分含量為：La0.01-0.05%，Lu0.01-0.05%，Fe0.01-0.044%，Al0.6-0.9%，其余為Cu。【專利說明】
本專利技術屬于金屬材料領域，涉及。
技術介紹
CN02148648.4高強度高導電稀土銅合金及其制造方法，涉及一種用于引線框架、電極合金及微電子封裝材料等高強度高導電用銅合金及其制造技術。該專利技術是在傳統的CuCrZr合金的基礎上添加微量合金元素La、Zn以及Fe (或Co)和Ti，并通過熱軋、固溶處理、冷軋、時效等工藝，使其合金的綜合性能達到了平衡，雖然電導率、抗拉強度和硬度與傳統的CuCrZr合金相比，有明顯提高，但是導電率低。
技術實現思路
本專利技術的目的就是針對上述技術缺陷，提供一種高強導電銅棒材料，該材料具有高的導電性。本專利技術的另一目的是提供一種高強導電銅棒材料制備方法，該制備方法工藝簡單，生產成本低，適于工業化生產。本專利技術技術方案如下: 一種高強導電銅棒材料，其特征在于，各成分的重量百分含量為:La 0.01-0.05%, Lu0.01-0.05%, Fe 0.01-0.044%, Al 0.6-0.9%，其余為 Cu。一種高強導電銅棒材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:` O首先按照上述成分進行配料，原料La、Lu、Fe、Al、Cu以純物質形式加入,純度均大于99.9% ； 2)然后將原料放入石墨坩堝，再將坩堝放入感應爐，然后抽真空，當感應電爐中真空度達到5-8X10_2Pa后開始加熱，合金加熱至1280-1310°C后，保溫15-25分鐘后停止送電和抽真空；待感應爐內壓力達到大氣壓后，將爐門打開，在坩堝表面撒木炭粉后，將熔融液態合金澆入鑄型中； 3)澆注前鑄型先放入充滿液氮的容器，停留20-30分鐘后取出，取出后在3-5分鐘內將步驟2)熔融合金澆入鑄型的型腔，得到導電銅棒；澆注完成10-20分鐘后，將導電銅棒從鑄型中取出放入箱式電阻爐中加熱，加熱至110-120°C，保溫20-30分鐘后取出；然后將導電銅棒進行熱態塑性變形，熱態塑性變形溫度在830-900°C，然后在高溫下取出進行淬火處理，淬火液溫度為20-35°C，淬火液為重量百分數15-20%碳酸鈉水溶液；淬火后再放入加熱爐中，在380-440°C保溫5-7小時，隨爐冷卻至室溫，即得到高強導電銅棒材料。步驟3)中鑄型通過以下方法制作:各成份按重量百分比膨潤土粉3-4%，高嶺石粉3-4%，水6-8%，硼酸1-2%，其余為鋯英砂粒進行配料，通過人工撞實方法將鑄型做好后，置于120-130°C爐中硬化20-30分鐘取出，冷卻至室溫。所述膨潤土的化學式為(Al2, Mg3) Si401Q OH2.ηΗ20,高嶺石的化學式為Al4.(OH)8 ;鋯英砂的成分為ZrO2:65_68%，其余為SiO2 ;膨潤土粉、高嶺石粉的粉粒尺寸為3-5微米；鋯英砂粒200-250微米。步驟3)中導電銅棒的直徑為10-15mm，長度為100_250mm。步驟3)中熱態塑性變形的變形率為5-15%。本專利技術的有益效果: 本專利技術通過添加La、Lu元素起脫氧脫氫脫硫及除去低熔點雜質元素作用，提高材料的導電性能，La、Lu元素可細化晶粒，改善材料的塑性，提高冷熱加工性能，同時提高材料強度，Al和Fe元素可固溶強化銅材料。與現有技術相比，本專利技術的材料具有優異導電性能、良好的機械性能。本專利技術制備中，沒有大量使用稀貴元素，所取原料成本降低；另外合金經過較為快速冷卻，保證了合金成分、組織和性能的均勻性，因此也就保證了合金的質量。本專利技術鑄型做好后，置于120_130°C爐中硬化20-30分鐘取出。待硬化的鑄型達到室溫后，再將鑄型放入充滿液氮的容器，停留20-30分鐘。然后取出，在3-5分鐘內將熔融合金澆入鑄型的型腔，得到導電銅棒。本專利技術合金采用快速冷卻、低溫深冷、熱處理和合金化結合的方式，既有效降低合金中的相尺寸，保證化學成分的均勻分布，保證了合金的磁性能，也通過梯度處理大大降低了快速冷卻造成的內應力，也保證了合金的力學性能。該合金制備工藝簡便，過程簡單，生產的合金具有良好的性能，非常便于工業化生產。本專利技術高強導電銅棒材料可以應用于電訊器材領域，可用于電子行業的引線框架、電極合金及連接器等的廣泛應用。本專利技術高強導電銅棒材料性能見表一。【專利附圖】【附圖說明】圖1為本專利技術實施例一制備的材料組織圖。由圖1可見，本專利技術制備的組織均勻致密。【具體實施方式】以下各實施例中所用原料均如下:膨潤土的化學式為(Al2, Mg3) Si4O10 OH2.ηΗ20 ； 高嶺石的化學式為Al4.(OH)8 ； 膨潤土粉、高嶺石粉的粉粒尺寸為3-5微米。鋯英砂的成分為ZrO2 =65-68%,其余為SiO2 ;鋯英砂粒200-250微米。實施例一: 本專利技術高強導電銅棒材料，各成分的重量百分含量為:La 0.01%, Lu 0.01%, Fe 0.01%,Al 0.6%，其余為 Cu。本專利技術高強導電銅棒材料的制備方法，包括以下步驟: O首先按照上 述成分進行配料，原料La、Lu、Fe、Al、Cu以純物質形式加入,純度均大于99.9% ； 2)然后將原料放入石墨坩堝，再將坩堝放入感應爐，然后抽真空，當感應電爐中真空度達到5X 10_2Pa后開始加熱，合金加熱至1280°C后，保溫15分鐘后停止送電和抽真空；待感應爐內壓力達到大氣壓后，將爐門打開，在坩堝表面撒木炭粉，目的是在大氣下避免合金液體受到氧化，然后將熔融液態合金澆入鑄型中；鑄型通過以下方法制作:各成份按重量百分比膨潤土粉3%，高嶺石粉3%，水6%，硼酸1%，其余為鋯英砂粒進行配料，通過人工撞實方法將鑄型做好后，置于120°C爐中硬化20分鐘取出，冷卻至室溫； 3)澆注前鑄型先放入充滿液氮的容器，停留20分鐘后取出，取出后在3分鐘內將步驟2)熔融合金澆入鑄型的型腔，得到導電銅棒，導電銅棒的直徑為10mm，長度為IOOmm ;澆注時型腔內的溫度為-170~_180°C，澆注完成10分鐘后，將導電銅棒從鑄型中取出放入箱式電阻爐中加熱，加熱至110°C，保溫20分鐘后取出；然后將導電銅棒進行熱態塑性變形，熱態塑性變形溫度在830°C，熱態塑性變形的變形率為5%，然后在高溫下取出進行淬火處理，淬火液溫度為20°C，淬火液為重量百分數15%碳酸鈉水溶液；淬火后再放入加熱爐中，在380°C保溫5小時，隨爐冷卻至室溫，即得到高強導電銅棒材料。實施例二: 本專利技術高強導電銅棒材料，各成分的重量百分含量為:La 0.05%, Lu 0.05%, Fe0.044%, Al 0.9%,其余為 Cu。本專利技術高強導電銅棒材料的制備方法，包括以下步驟: O首先按照上述成分進行配料，原料La、Lu、Fe、Al、Cu以純物質形式加入,純度均大于99.9% ； 2)然后將原料放入石墨坩堝，再將坩堝放入感應爐，然后抽真空，當感應電爐中真空度達到8X10_2Pa后開始加熱，合金加熱至本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣曉龍，趙浩峰，王玲，潘子云，謝艷春，龔國慶，雷霆，何曉蕾，徐小雪，柯維雄，陸陽平，邱奕婷，王易秋，宋超，鄭澤昌，趙佳玉，趙圣哲，
申請(專利權)人：南京信息工程大學，
類型：發明
國別省市：