[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)度微米、納米級(jí)孿晶銅合金絲材的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711434765.6
• 申請(qǐng)日: 2017-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN108326069B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁學(xué)民;孫克強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南中大冶金設(shè)計(jì)有限公司
• 主分類號(hào): B21C37/04
• 分類號(hào): B21C37/04;C22F1/08
• 代理公司: 鄭州大通專利商標(biāo)代理有限公司 41111
• 代理人: 陳勇

本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)度微米、納米級(jí)孿晶銅合金絲材的制備方法，具體為：(1)將銅合金鑄錠在960?980℃進(jìn)行1?2h固溶處理，固溶后冷卻至室溫，然后進(jìn)行熱擠壓處理，得到銅合金棒材；(2)對(duì)銅合金棒材進(jìn)行冷拔，得到銅合金絲材，將銅合金絲材進(jìn)行高溫感應(yīng)退火處理，然后水冷至室溫；(3)將銅合金絲材溫度冷卻至?30～?50℃，保溫20?40min，然后進(jìn)行扭轉(zhuǎn)處理，扭轉(zhuǎn)處理溫度為?30～?50℃，扭轉(zhuǎn)速度為200?500r/min；(4)將銅合金絲材進(jìn)行時(shí)效處理。本發(fā)明方法能夠獲得微米、納米級(jí)孿晶銅合金，大幅度提高了銅合金強(qiáng)度，同時(shí)不犧牲銅合金導(dǎo)電性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及銅合金加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高強(qiáng)度微米、納米級(jí)孿晶銅合金絲材的制備方法。

背景技術(shù)

高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金(具有高強(qiáng)度和高導(dǎo)電性的銅合金又稱為高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金。)作為一種綜合性能優(yōu)良的結(jié)構(gòu)功能材料，被廣泛應(yīng)用于大規(guī)模集成電路引線框架、電氣工程開關(guān)觸橋、連鑄機(jī)結(jié)晶器內(nèi)襯、高脈沖磁場(chǎng)導(dǎo)體、大功率異步牽引電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和電氣化鐵路接觸導(dǎo)線等。近些年來，以固溶時(shí)效強(qiáng)化銅合金為主，主要有Cu～Ni系列和Cu～Cr系列為典型，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。

一般情況下銅合金的強(qiáng)度和導(dǎo)電率兩者是一對(duì)矛盾的存在，不論采用哪種方法提高銅合金的強(qiáng)度，其導(dǎo)電率都會(huì)有一定程度的下降，因此，制造高強(qiáng)高導(dǎo)的銅合金在技術(shù)上有很大難度。高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金的強(qiáng)化機(jī)制合金強(qiáng)化法是指通過在銅基體中加入一定的合金元素，形成固溶體或過飽和固溶體，再通過機(jī)械加工或熱處理的方法使其微觀組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而獲得高強(qiáng)度和高導(dǎo)電性兼?zhèn)涞你~合金。目前的銅合金主要通過冷變形的方法獲得強(qiáng)化，主要是在塑性變形過程中由于位錯(cuò)的交互作用，形成割階和胞狀結(jié)構(gòu)等阻礙，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力增大而產(chǎn)生硬化。這種加工硬化雖可以提高強(qiáng)度，但是由于冷變形時(shí)，合金內(nèi)部會(huì)形成大量的缺陷，這些缺陷增加對(duì)電子的散射，增大電阻，合金強(qiáng)度雖有提升，但導(dǎo)電率大幅度下降。根本無法同時(shí)滿足高強(qiáng)度和高導(dǎo)電的性能要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種高強(qiáng)度微米、納米級(jí)孿晶銅合金絲材的制備方法。該制備方法將銅合金材料微米級(jí)的晶粒轉(zhuǎn)化為微米、納米級(jí)的孿晶結(jié)構(gòu)，這種微米、納米級(jí)的孿晶結(jié)構(gòu)可以在提高銅合金材料強(qiáng)度的同時(shí)，不犧牲銅合金的導(dǎo)電性。

為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種高強(qiáng)度微米、納米級(jí)孿晶銅合金絲材的制備方法，具體包括以下步驟：

(1)將銅合金鑄錠在960～980℃條件下進(jìn)行1～2h固溶處理，固溶處理后將銅合金鑄錠冷卻至室溫，然后對(duì)銅合金鑄錠進(jìn)行熱擠壓處理，得到銅合金棒材，并將銅合金棒材冷卻至室溫；

(2)對(duì)銅合金棒材進(jìn)行冷拔處理，得到銅合金絲材，所述冷拔處理的減面率為45％～50％，將銅合金絲材進(jìn)行高溫感應(yīng)退火處理，然后水冷至室溫，其中，所述高溫感應(yīng)退火的溫度為680～800℃；根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的銅合金產(chǎn)品線徑要求，重復(fù)上述操作步驟，直至得到符合目標(biāo)銅合金產(chǎn)品線徑要求的銅合金絲材；

(3)將經(jīng)過步驟(2)處理后的銅合金絲材的溫度冷卻至-30℃～-50℃，保溫20min～40min，然后對(duì)銅合金絲材進(jìn)行扭轉(zhuǎn)處理，使其產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)塑性形變；其中，所述扭轉(zhuǎn)處理的溫度為-30℃～-50℃，扭轉(zhuǎn)速度為200～500r/min(轉(zhuǎn)/分鐘)，扭轉(zhuǎn)角度為10～40r/米銅合金絲材(即每米銅合金絲材的扭轉(zhuǎn)角度為10～50r)；

(4)將經(jīng)過步驟(3)處理后的銅合金絲材進(jìn)行時(shí)效處理，即得到高強(qiáng)度微米、納米級(jí)孿晶銅合金絲材。

根據(jù)上述的制備方法，優(yōu)選地，步驟(1)中所述熱擠壓處理的溫度為700℃～820℃。

根據(jù)上述的制備方法，優(yōu)選地，步驟(1)中所述熱擠壓處理的擠壓比為10:1～15:1。

根據(jù)上述的制備方法，優(yōu)選地，步驟(2)中所述高溫感應(yīng)退火處理過程銅合金絲材的走線速度為200～400m/min。