[發(fā)明專利]銅及銅合金的深冷降阻處理方法

無效

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• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN102994921A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設計）人: 羅震;蔣俊亮;李洋;任吉剛
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C22F1/08
• 分類號: C22F1/08
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王秀奎

技術領域

本發(fā)明涉及降阻處理方法，更加具體地說，涉及一種銅及銅合金的低溫降阻處理方法。

背景技術

通常，深冷處理是以液氮作為冷卻介質(zhì)，將被處理工件裝在一定的容器內(nèi)，不同材料按其特定的降溫曲線，控制降溫速率，緩慢地將工件降到液氮溫度(-196℃)，保溫一定時間，再按升溫曲線，緩慢升到室溫的處理過程，一般認為它是常規(guī)冷處理的一種延伸。國內(nèi)目前大多將深冷處理工藝用于鋼鐵材料，這對改善高速鋼、軸承鋼、模具鋼等材料的耐磨性、硬度、尺寸穩(wěn)定性等性能具有顯著的作用。現(xiàn)有的研究和生產(chǎn)實踐結果表明，深冷處理在基于不改變現(xiàn)有材料成分的基礎上，通過合理的處理工藝不僅可顯著提高材料的力學性能和使用壽命,還能穩(wěn)定材料尺寸，改善均勻性，減小變形，且操作簡單、不破壞工件、無污染、成本低等特點，被廣泛應用于機械制造行業(yè)。

銅由于其具有較高的電阻率、化學穩(wěn)定性強、抗張強度大、易熔接、優(yōu)良的抗蝕性、可塑性和延展性等諸多優(yōu)點，被廣泛地應用于電氣、輕工、機械制造、建筑工業(yè)、國防工業(yè)等領域。但是在冶金軋制過程中存在一些缺陷如氣孔，裂紋位錯，晶格畸變等，增加了電阻，從而嚴重影響銅及其合金的導電性能。

組織細化、減少缺陷是提高銅及銅合金導電性能最有效的途徑之一，目前主要的方法有添加合金元素法、快速凝固法、形變處理、熱處理等。采用添加合金元素的方法簡便易行，易于在工業(yè)上推廣應用，但會造成材料成本提高，以及材料化學組分和組織不均勻的偏析傾向增大。形變處理和快速凝固等技術還仍處于實驗室研究階段或小批量應用階段。采用熱處理來細化銅合金組織，降低電阻程度有限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，通過深冷處理的方法降低銅及銅合金的電阻率，提高其導電性，提出一種銅及銅合金的深冷降阻處理方法與工藝。針對銅及銅合金的物理特性，通過增大溫度控制范圍，精細化調(diào)控組織，使銅合金中的α、β相等分布更均勻，達到減少輸送電子散射，實現(xiàn)降低電阻的目的。

銅及銅合金的深冷降阻處理方法，按照下述步驟進行：將銅及銅合金從室溫（20~25攝氏度）開始降溫至深冷程度進行深冷處理，深冷溫度為-190℃～-130℃，溫控誤差為±2℃~±10℃，深冷時間為4~8小時，深冷后在空氣中自然升溫至室溫（20~25攝氏度）。

所述降溫速率選擇為1~20℃/min。所述深冷工藝優(yōu)選為深冷溫度為-130~-185℃，溫控誤差為±10℃，深冷時間為0.5-6小時。

本發(fā)明采用深冷處理的方法，其工藝簡單，易于操控，適合于工業(yè)化的推廣和使用。采用該工藝方法，在不改變材料的原始成分基礎上，可使銅及銅合金獲得的顯微組織均勻、穩(wěn)定，硬化相彌散分布，具有高的強度和硬度，有利于降低銅及銅合金的電阻。

本發(fā)明的方法在保持材料的原始成分和尺寸基礎上，通過調(diào)整微觀組織結構，使銅合金的導電性能得到提高。該方法簡單，工藝易于操控，適合于工業(yè)化的推廣和使用。

具體實施方式

下面結合具體實施例進一步說明本發(fā)明的技術方案。

銅及銅合金的深冷處理工藝是利用中國科學院理化技術研究所研制的SLX型深冷處理系統(tǒng)進行的，深冷系統(tǒng)由深冷箱、控制箱、液氮罐、液氮泵及真空輸液管、計算機及控制軟件組成。工作時，將工件置入深冷箱內(nèi)，在計算機或控制箱上編制工藝程序后，系統(tǒng)自動運行，程序運行結束后系統(tǒng)自動停止。整個運行無需人工干預，操作方便，使用可靠。該系統(tǒng)溫度控制范圍：-196℃~室溫；控溫精度：±2℃，溫度平衡后0.5h；降溫速率：0.1~10℃/min（非標可達40℃/min）。電阻儀器為北京海淀三鑫測控新技術公司生產(chǎn)的TG感性負載直阻速測歐姆計。

實施例1鉻鋯銅合金深冷處理

鉻鋯銅合金為帶孔洞的圓柱形試樣，尺寸為23mm×Φ12.65mm，所用合金元素成分如下表所示：

在深冷處理箱中進行深冷處理，降溫速率為10℃/min，深冷溫度為-185±10℃（即溫控在±10℃之內(nèi)），深冷時間為6小時，其他工藝參數(shù)詳見下表，深冷后放置在空氣中升溫至室溫（20~25℃）。將所測電阻值通過計算加入系統(tǒng)測量誤差后列入下表：