[發明專利]一種增強共晶強化的Cu-Ag合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201110385776.6
• 申請日: 2011-11-29
• 公開（公告）號: CN102400007A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 王恩剛;左小偉;張林;李貴茂;趙聰聰;赫冀成
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22C1/02;C22F1/08;C22F3/02
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 李在川

技術領域

本發明涉及合金制備技術領域，具體涉及一種增強共晶強化的Cu-Ag合金及其制備方法。?

背景技術

Cu-Ag合金是一種高強度、高導電率的結構功能材料，廣泛應用于大規模集成電路引線框架和高頻磁場繞組線圈及其它電力、電子、冶金和機械等國民經濟發展的重要領域，為國家高科技綜合競爭力的關鍵性結構功能材料。隨著更高脈沖強磁體的設計研發，對作為中心繞組導線的Cu-Ag合金性能提出更高的要求。但由于Cu、Ag兩元素均為面心立方結構，大塑性變形時強化作用有限，因此，提高Cu-Ag合金的強度是研究的重點。

Cu-Ag合金為典型的二元共晶合金系，大變形時強化機制主要為固溶強化、析出強化、晶界強化、加工硬化和共晶體強化。申請號為CN200810059076.6的中國發明專利公開了一種改善Cu-Ag合金性能的固溶時效工藝，利用了Cu-Ag合金大變形時的固溶強化和析出強化作用；申請號為CN200810060775.2和CN200710069099.0的中國發明專利分別公開了一種配合Cu-Ag合金冷拉拔加工的固溶及時效處理方法和一種雙相纖維織構強度的應變控制方法，目的是提高Cu-Ag合金大變形時的晶界強化、加工硬化等強化作用效果。申請號為CN201010563335.6的中國發明專利公開了一種利用磁場制備原位形變Cu-Ag復合材料的方法，在Cu-Ag合金凝固過程中施加穩恒磁場或交流磁場，獲得較優的鑄態Cu-Ag合金。雖然有大量的文獻研究中(Acta?Materialia,?2003,?51:?767-780;?Acta?Materialia,?2011,?59:?2783-2796.)都提及共晶體的強化作用，并指出Cu-Ag合金的強度由下式決定：σ_Cu-Ag=(1-f_E)?σ_Matrix+f_Eσ_Eutectic，其中，f_E為共晶體體積分數，σ_Cu-Ag、σ_Matrix、σ_Eutectic分別為Cu-Ag合金、基體及共晶體的強度；但并沒有具體地利用共晶體強化增強Cu-Ag合金性能的技術報道。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的問題，提供一種增強共晶強化的Cu-Ag合金及其制備方法。

本發明的增強共晶強化的Cu-Ag合金其組分按重量百分比為Ag:15%～30%，余量為Cu;?該增強共晶強化的Cu-Ag合金導電率為75～85%IACS、抗拉強度為750～1050?MPa；采用磁場下定向凝固控制Cu-Ag合金凝固過程中共晶體的分布、取向等，增強共晶強化作用，獲得低形變下的高強度Cu-Ag合金，比無磁場定向凝固制備的等Ag含量的Cu-Ag合金共晶體體積分數增加5%～30%，共晶層片間距降低20%～50%。

本發明的一種增強共晶強化的Cu-Ag合金制備方法，按如下步驟進行：

(1)?以純度≥99.9wt%的電解銅和純度≥99.9wt%的Ag為原料，Ag按重量百分比為15%～30%，余量為Cu，在真空感應熔煉爐中澆鑄或熔煉工藝制備鑄態Cu-Ag合金；

(2)?將制備的鑄態Cu-Ag合金，切割和酸洗后置于定向凝固爐中，在0.01～20?T磁場作用下，加熱至1050～1100℃，保溫1～2小時后，以5～50℃/mm的溫度梯度和0.01～10mm/s的抽拉速率制備Cu-Ag定向凝固合金；

(3)?將制備的Cu-Ag定向凝固合金進行減面率為75%～99%的室溫大塑性變形獲得增強共晶強化的Cu-Ag合金;

所述的中鑄態Cu-Ag合金的制備是采用真空感應熔煉爐在0.25～0.75標準大氣壓和氬氣保護下在銅模中澆鑄而成，或采用電阻加熱爐結合淬火制備而成;

所述的步驟（2）中將鑄態Cu-Ag合金切割成定向凝固爐所需樣品尺寸，酸洗采用濃度為4～6%的稀鹽酸或稀硝酸，去除鑄態合金表面的氧化皮;

所述的對制備的Cu-Ag定向凝固合金進行大塑性變形是采用拉拔或軋制。

本發明的有益效果是：?