[發明專利]一種電磁波屏蔽用銅鐵合金板線材短流程的制備方法

有效

• 申請號: 201811559828.5
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109576516B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 朱戴博;張湘妮;朱睿童;劉洋;徐俊瑞
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C9/00;C23C4/14;C22F1/08;C22F1/02;B21C37/02;B21C37/04;H05K9/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

一種電磁波屏蔽用銅鐵合金板線材短流程的制備方法，它涉及金屬加工工藝領域，具體涉及一種銅鐵合金板線材的制備方法。本發明的目的是要解決現有方法制備的高鐵含量的電磁波屏蔽用Cu?Fe合金宏觀偏析，加工過程中易開裂、制備流程長制備流程長和制備成本高的問題。方法：一、稱料；二、熔煉；三、噴射沉積制帶坯；四、制備Cu?Fe合金線材或Cu?Fe合金板材；五、酸洗；六、熱處理，得到電磁波屏蔽用銅鐵合金線材或電磁波屏蔽用銅鐵合金板材。本發明制備的電磁波屏蔽用銅鐵合金線材或電磁波屏蔽用銅鐵合金板材中鐵的含量高達30％～60％。本發明可獲得一種電磁波屏蔽用銅鐵合金板線材。

技術領域

本發明涉及金屬加工工藝領域，具體涉及一種銅鐵合金板線材的制備方法。

背景技術

銅鐵合金屬于亞穩難混溶合金，當少量彌散相分布于基體時，該合金會表現出特殊的物理和力學性能，該系合金因成本低廉、原材料豐富以及巨大的磁阻效應，在航空汽車和電子工業領域中具有良好的應用前景。低鐵含量的銅鐵合金板線材，被廣泛應用于制備電器工程開關電橋、大規模集成電路引線框架、電阻焊電極等，隨著鐵含量的逐漸增加，銅鐵合金板線材具有優異的磁阻效應，因此被廣泛應用于電磁波屏蔽材料。

初級固溶理論認為：兩種元素的原子半徑及電化學性質越相似，則越容易形成固溶體，但Fe-Cu系卻是例外，它們的原子半徑幾乎相等，化學親和力或電負性以及其他化學性質都很類似，但在熔點以下的溶解度卻很小，平衡狀態下，Fe在Cu中的固溶度為2.5wt.％，且隨著Fe含量的增加，Cu-Fe合金在凝固過程中極易形成偏析嚴重的組織，即合金的顯微組織主要以初生的富Fe枝晶形式存在于Cu基體中，Fe含量越高，α-Fe枝晶越粗大，宏觀偏析的存在，大大阻礙了Cu-Fe合金的生產與應用。銅鐵合金板線材傳統的制備方式為，熔鑄成錠坯，然后通過擠壓、軋制、拉拔等塑性變形方式加工成各種尺寸與規格的板材或線材，對于Fe含量低于30wt.％的Cu-Fe合金，可以采用傳統的方法制備，但對于鐵含量達30～60wt.％的電磁波屏蔽用Cu-Fe合金，采用該方法存在以下問題：由于較高的Fe含量，其極易宏觀偏析，使得熔鑄與加工難度很大，錠坯制作的成功率較低；隨著Fe含量增加，合金的變形抗力增加迅速，加工過程中極易開裂，不得不增加變形次數來達到變形效果，這增加了制備流程，降低了生產效率，增加了制備成本。

發明內容

本發明的目的是要解決現有方法制備的高鐵含量的電磁波屏蔽用Cu-Fe合金宏觀偏析，加工過程中易開裂、制備流程長制備流程長和制備成本高的問題，而提供一種電磁波屏蔽用銅鐵合金板線材短流程的制備方法。

一種電磁波屏蔽用銅鐵合金板線材短流程的制備方法是按以下步驟完成的:

一、稱料：

按照成分配比稱取純銅和純鐵，得到原材料；

步驟一中所述的原材料中純鐵的質量分數為30％～60％；

二、熔煉：

使用氬氣清洗帶機械攪拌裝置的高純石英坩堝爐膛，得到氬氣清洗后的高純石英坩堝；將原材料投入到氬氣清洗后的高純石英坩堝中，再將氬氣清洗后的高純石英坩堝抽真空至3×10^-3Pa，原材料在真空度為3×10^-3Pa的高純石英坩堝中進行熔煉，熔煉溫度為1500℃～1600℃，熔煉過程中進行持續的機械攪拌，熔煉結束后向高純石英坩堝中通入0.5個大氣壓的氬氣作為保護性氣體，得到Cu-Fe合金熔體；

三、噴射沉積制帶坯：

在氬氣氣氛和高純石英坩堝的內外壓差為0.5MPa～0.8MPa的條件下，控制銅輥切向速度為8m/s～20m/s進行噴射沉積，得到Cu-Fe合金帶坯；

四、制備Cu-Fe合金線材或Cu-Fe合金板材：

若制備Cu-Fe合金線材是按以下步驟完成的：