[發明專利]一種高強度高導電銅合金的動態應變時效制備方法

有效

• 申請號: 201810114830.5
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108359921B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 魏偉;張宗浩;魏坤霞;杜慶柏;胡靜
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C22F1/08
• 分類號: C22F1/08;H01B1/02;C22C9/00
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 王美華

本發明涉及銅合金材料的制備方法，特別是一種高強度高導電銅合金的動態應變時效制備工藝。在無氧條件下，利用連鑄爐獲得銅合金棒材，進行固溶處理并超聲波液氮淬火，隨后對銅合金通入正弦脈沖電流進行液氮溫度下的型軋變形，軋至適當尺寸后再進行1、2、3道次ECAP?Conform擠壓，在電場環境下進行4、5、6道次ECAP?Conform擠壓，獲得了一種高強度高導電的銅合金棒材，解決了銅合金材料一直存在的高強度與高電導率之間的矛盾。低溫型軋抑制回復與再結晶，細化晶粒，電場下ECAP?Conform擠壓過程中產生動態應變時效，能夠省卻人工時效的環節，降低生產成本，提高生產效率。

技術領域

本發明屬于有色金屬加工技術領域，涉及一種電氣、電力及電子工程的系列產品，具體涉及一種高強度高導電銅合金動態應變時效制備方法。

背景技術

銅合金是非常重要的工業金屬材料之一，而高強度高導電性銅合金不僅具有優異的力學性能，還具有優良的物理性能，被廣泛應用于電阻焊電極、焊具噴嘴、電氣工程開關觸橋、大功率異步牽引電機鼠籠導條、超大規模集成電路引線框架和高速電氣化列車接觸線等領域。隨著我國社會的發展，對高強度高導電性銅合金的需求也日益增加，但我國在這方面的研究起步較晚，與國外相比還有一定的差距。

目前，劇烈塑性變形對高強度高導電性銅合金強度的提升效果顯著，而針對高強度高導電性銅合金較典型的塑性變形的方法主要有等通道變形和軋制。等通道變形雖然起到了強化效果，但材料的浪費比較嚴重，增加了生產成本。與傳統擠壓方式相比，Conform連續擠壓實現了材料生產在連續化、智能降耗和提高材料利用率方面的突破，不僅成形穩定，而且可實現產品無限長度高品質的生產，目前已廣泛應用于鋁、銅及其合金產品的生產。但常規的Conform連續擠壓銅合金棒材強度低(≤420MPa)，仍無法達到特定的工程應用要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高強度高導電銅合金動態應變時效制備方法，克服了現有工藝制備方法的不足，省卻人工時效的步驟，獲得了高強度高導電銅合金材料，提高了銅合金的綜合力學性能及物理性能。

為了實現上述技術目的，本發明在無氧條件下，通過連鑄獲得銅合金棒材，進行固溶處理并超聲波液氮淬火，隨后對銅合金通入正弦脈沖電流進行液氮溫度下的型軋變形，軋至適當尺寸后再進行1、2、3道次ECAP-Conform擠壓，在電場環境下進行4、5、6道次ECAP-Conform擠壓，獲得了一種高強度與高導電的銅合金棒材，解決了銅合金材料一直存在的高強度與高電導率之間的矛盾。滿足電氣、電力及電子工程的系列產品的性能要求。能夠省卻人工時效的環節，降低生產成本，提高生產效率。

本發明通入正弦脈沖電流進行液氮溫度下的型軋變形，能夠儲存型軋變形時金屬內部的能量，形成高密度位錯、高能量晶界，起到預時效的作用。通過控制ECAP-Conform擠壓速度和溫度進行1、2、3次擠壓，可以達到動態應變時效目的；在強電場下經過控制ECAP-Conform擠壓速度和溫度進行4、5、6次擠壓，電場能夠促進晶界滑移，經過與ECAP-Conform擠壓過程的變形熱相結合，達到充分時效的效果。本發明可以省卻人工時效的環節，降低生產成本，提高生產效率。

本發明所采用的技術方案是為了提供一種高強度高導電銅合金動態應變時效制備方法，具體工藝包括如下步驟：

(1)、在無氧的條件下利用連鑄爐獲得銅合金棒材；

(2)、對步驟(1)得到的銅合金棒材進行固溶處理并超聲波液氮淬火，其中，液氮的旋渦流壓力5～12MPa；

(3)、將步驟(2)淬火后的銅合金棒材通入正弦脈沖電流進行液氮溫度下的型軋變形，施加正弦脈沖電流的同時液氮下低溫型軋在溫度為-196℃～-50℃，頻率為30～90Hz，電流密度為18～25KA/mm²，脈沖電流的放電周期為250～500μs，脈沖的持續作用時間為1250～2500μs的參數下型軋；