[發明專利]鎳銅合金薄板材料的制備方法

有效

• 申請號: 201610773730.4
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN106282952B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 李錚;李魯
• 申請（專利權）人: 江蘇華力金屬材料有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 郭俊玲

本發明涉及一種鎳銅合金薄板材料的制備方法，包括以下步驟：（1）基板的清洗：為了去除油漬，去除氧化皮，以提高基板表面活性，吹干待用；（2）選取靶材：（3）制備覆層薄板；（4）擴散固溶；該制備方法采用多靶材磁控濺射法，可以多個靶材連續濺射，同時不易使沉積薄膜受到污染，且沉積的功率大，沉積的薄膜質量高；在制備過程中可以對基板進行清洗，為了提高基板的附著力，通過后處理擴散，使合金均勻固；該方法沉積速率快、質量可控、工作效率高，制備過程在全真空條件下，無鎳元素氧化及污染環境、危害人體安全等問題，適合工業推廣。

技術領域

本發明涉及一種合金材料的制備，特別涉及一種鎳銅合金薄板材料的制備方法。

背景技術

鎳銅合金是一種典型的沉淀強化型合金，具有高彈性、高強度、高導電性、耐蝕性、耐疲勞、彈性滯后小、無磁性、沖擊時不產生火花等一系列優點，被廣泛應用于航天、航空、電子、通訊、機械、石油、化工、汽車及家電工業中，具有廣闊的應用前景。

目前，鎳銅合金板材料基本上都是采用軋制法制備，主要包括半連續澆鑄錠 +銑削表皮+加熱+粗軋+淬火+二次軋制+淬火+酸洗+刷洗+精軋等工序。由于鎳銅合金鑄錠在結晶時趨向于二次偏析，即鎳元素向鑄錠表層富集，造成鑄錠不同層面塑性存在很大差異，熱軋時易于形成裂紋。所以一般鑄錠尺寸及重量都較小，鑄錠軋制前必須銑削去其表面至少2.5mm 深表層。由此可見軋制鎳銅合金技術難度大、成材率、生產效率低。而且在大氣環境中熔煉鎳銅合金，存在鎳金屬污染環境等弊端。物理氣相沉積技術具有鍍膜成分純度高、工藝可控性強、清潔無污染以及易于實現工業化連續生產等優點，特別是在環境保護方面，真空物理氣相沉積技術具有其他一般技術無可比擬的優越性。

因此，現在需要研發出一種穩定的鎳銅合金薄板材料的制備方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，針對現有的不足，提供一種沉積速率快、質量可控、工作效率高的鎳銅合金薄板材料的制備方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是，該鎳銅合金薄板材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）基板的清洗：選取厚度為 0.15~0.2mm的純銅帶作基板，為了去除油漬，先用濃度為3.5~4.5 %碳酸鈉堿液清洗10~15min，清洗時溫度為65~75℃；然后為了去除氧化皮在濃度為3.5~4.5%稀硫酸中清洗10~15min；再將基板先后放入丙酮溶液、乙醇溶液和去離子水中超聲25~35min，以提高基板表面活性，吹干待用；

（2）選取靶材：選取純 Ni 靶材或高鎳含量鎳銅60~70wt.%Ni合金靶材，待用；

（3）制備覆層薄板：將步驟（1）中清洗后的銅帶基板置于磁控濺射設備的基片臺上作為陽極，將步驟（2）中的Ni 靶材或高鎳含量鎳銅60~70wt.%Ni合金靶材放入磁控濺射設備的靶材座上作為陰極，且調節靶材座與基片座的距離，使兩者之間的距離保持在20mm；啟動機械泵，打開旁抽閥Ⅱ，對真空腔室抽真空；當真空度達到1~8Pa時，關閉旁抽閥Ⅱ，打開旁抽閥Ⅰ，并啟動分子泵，打開閘板閥，采用分子泵對真空腔室進一步抽真空；當分子泵加速后穩定運行直至真空度達到1~5×10^-3Pa；打開氬氣閥，通入氬氣，對基板進行離子束清洗，清洗時間為3~5 min；待磁控濺射設備的真空度達到4~8Pa時，調節磁控濺射沉積條件：預熱銅帶基板至300~500℃；放電電壓300V~400V、電流10~20A、沉積速率為0.5~1.5μm/min；沉積時間20~60min，在銅帶基板上制得一層薄膜層；依次關閉電流、放電電壓和氬氣閥，解除真空，關閉分子泵，開啟進氣閥，通入空氣，并待銅帶基板冷卻至室溫后，取出銅帶基板；

（4）擴散固溶：將步驟（3）所制得的鍍膜銅帶基板在溫度為700~800℃時擴散處理，擴散時間 15~40min，即得到斷面成分分布均勻的覆層鎳銅合金薄板材料。