[發(fā)明專利]銅合金材料、其制備方法以及由其制備的銅導(dǎo)線

有效

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• 申請日: 2013-11-22
• 公開（公告）號: CN103572091A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱劍軍;唐文杰;王志堅(jiān);劉華;宋覺敏;成勇;龍?jiān)?/a>
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南稀土金屬材料研究院
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22C1/02;C22F1/08;H01B1/02;H01B5/02
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合金制備技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種銅合金材料、其制備方法以及由其制備的銅導(dǎo)線。

背景技術(shù)

純銅導(dǎo)線具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能、耐腐蝕性能及工藝性能，可廣泛用于電器裝備用的電線、通信電纜、電磁線和高保真導(dǎo)線等。但隨著社會的進(jìn)步，純銅導(dǎo)線由于強(qiáng)度較低且加熱時(shí)強(qiáng)化效果容易消失，越來越不能滿足工業(yè)發(fā)展的需要。因此，目前急需一種新型的高強(qiáng)高導(dǎo)銅導(dǎo)線來替代目前的純銅導(dǎo)線。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種銅合金材料、其制備方法以及由其制備的銅導(dǎo)線，該銅合金材料具有優(yōu)異力學(xué)和電導(dǎo)性能。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種銅合金材料，按重量百分比計(jì)，銅合金材料包括0.02%～0.72%的稀土元素以及余量的Cu。

進(jìn)一步地，稀土元素選自La、Y、Te和Zr中的一種或多種。

進(jìn)一步地，按重量百分比計(jì)，銅合金材料還包括0.001～0.02%的Ag。

進(jìn)一步地，按重量百分比計(jì)，銅合金材料包括以下組分：La0.01～0.07%，Y0.002～0.05%，Te0.003～0.55%，Zr0.005～0.05%，Ag0～0.02%，余量Cu以及不可避免的雜質(zhì)。

進(jìn)一步地，按重量百分比計(jì)，銅合金材料包括以下組分：La0.03～0.05%，Y0.01～0.03%，Te0.01～0.35%，Zr0.02～0.04%，Ag0.005～0.01%，余量Cu以及不可避免的雜質(zhì)。

進(jìn)一步地，按重量百分比計(jì)，銅合金材料包括以下組分：La0.04%，Y0.02%，Te0.02%，Zr0.02%，Ag0.01%，余量Cu以及不可避免的雜質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了上述任一種銅合金材料的制備方法，包括備料、配料、熔煉、鑄錠、切割、熱擠壓或熱軋制、退火以及冷拔或冷軋制的步驟。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種銅導(dǎo)線，該銅導(dǎo)線是采用上述任一種銅合金材料制備而成。

應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，通過采用稀土元素復(fù)合銅材料，從而得到了一種具有高強(qiáng)度、高韌性和高電導(dǎo)率等綜合性能優(yōu)異的銅合金材料，不僅滿足了銅導(dǎo)線對高強(qiáng)高導(dǎo)的使用需求，還可廣泛應(yīng)用于其它零部件中。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的純銅導(dǎo)線材料強(qiáng)度、韌性以及電導(dǎo)率綜合性能差的問題，本發(fā)明提供了一種銅合金材料，按重量百分比計(jì)，銅合金材料包括0.02%～0.72%的稀土元素以及余量的Cu。本發(fā)明通過采用稀土復(fù)合銅材料，從而得到了一種具有高強(qiáng)度、高韌性和高電導(dǎo)率的銅合金材料，不僅滿足了銅導(dǎo)線對高強(qiáng)高導(dǎo)的使用需求，還可廣泛應(yīng)用于其它零部件中。

優(yōu)選地，稀土元素選自La、Y、Te和Zr中的一種或多種。基于改善目前基體銅較低的強(qiáng)度，本發(fā)明優(yōu)選采用上述稀土元素作為添加劑，主要是考慮到稀土元素La和Y的加入能夠使銅合金鑄造組織枝晶網(wǎng)格變細(xì)小，變形退火后晶粒組織明顯細(xì)化，明顯改變雜質(zhì)的形態(tài)，提高其力學(xué)和高溫抗氧化性能。Y對合金的強(qiáng)化作用明顯大于La，但是La最外層電子排布分別為5d¹6s²，含有較多的自由電子，合金化后對銅合金的電導(dǎo)率基本沒有影響。因此選擇Y和La復(fù)配添加，通過調(diào)節(jié)Y和La添加的復(fù)配比例，使兩者具有更好的協(xié)同作用。

Te在銅合金中主要起沉淀強(qiáng)化作用，因?yàn)門e在合金中析出的第二相Cu₂Te為軟質(zhì)相，對位錯(cuò)滑移產(chǎn)生的阻力較小，碲銅合金具有極好的易切削性能和優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，以及抗腐蝕性能。

Zr在銅合金中主要起到固溶強(qiáng)化的作用，在銅合金退火過程中過飽和固溶的Zr原子向晶界處擴(kuò)散析出，使得晶界進(jìn)一步得到強(qiáng)化，同時(shí)銅基體的晶格畸變減小，使得銅合金的電導(dǎo)率和硬度大幅上升。而且Zr可以黏結(jié)Cu合金中易熔的金屬雜質(zhì)如Pb、Sb或Bi，消除其有害作用。

根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，按重量百分比計(jì)，銅合金材料還包括0.001～0.02%的Ag。由于Ag具有優(yōu)良導(dǎo)電性，其中Ag在銅合金中所起的作用主要是提高電導(dǎo)率，可見，本發(fā)明以工業(yè)純銅為基體，通過添加適量的La、Y、Te、Zr和Ag元素復(fù)合得到了高強(qiáng)、高韌以及高電導(dǎo)率的銅合金材料。除了銀之外，本發(fā)明的銅合金材料中不可避免地包括了一些雜質(zhì)，如鐵、鉍、錫、砷、鈮等，這些雜質(zhì)的總含量低于0.01%。