[發明專利]一種高導電的Cu-Zn合金的制備方法

在審

• 申請號: 201910542977.9
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN110355371A
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 陳育通;鄭相軍
• 申請（專利權）人: 延安速源節能科技有限公司
• 主分類號: B22F3/14
• 分類號: B22F3/14;B22F9/04;C21D9/52;C22C9/04;C22F1/02;C22F1/08;B22F1/00;C22C1/05;B21C23/22
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 杜娟

本發明公開的一種高導電的Cu?Zn合金的制備方法，首先將Cu粉與Zn粉裝入瑪瑙罐中，然后裝入三種不同半徑的瑪瑙球，安裝好球磨罐，進行球磨制得Cu?Zn納米晶固溶體粉末；然后，將粉末在氮氣氣氛下保護退火，然后將退火后的粉末與硼粉均勻混合得到混合料，將混合料進行真空熱壓燒結，得到合金坯錠；最后，將得到合金坯錠用銅包覆，制成包套后封口加熱，再將包好銅套的坯錠熱擠壓成棒材或板坯材，得到Cu?Zn合金。本發明公開的方法得到的Cu?Zn合金導電性高，防腐蝕性好，適用于管道、管件、水處理、食品等領域。σ_b可達600～800MPa，相對導電率可達84％IACS～89％IACS。

技術領域

本發明金屬合金技術領域，具體涉及一種高導電的Cu-Zn合金的制備方法。

背景技術

近年來，微波技術、微電子、電子、航天、航空、核技術等領域的發展對導電材料的各項技術指標和環境適應能力提出了更高的要求，如制造超大規模集成電路引線框架和微波管柵網等通常需要σ_b≥600MPa，相對電導率≥80％IACS，純銅和Cu-Zr、Cu-B、Cu-Ag等銅合金導電率雖高(98％IACS以上))，但強度過低；沉淀強化型銅合金，如Cu-Fe-P、Cu-Ni-Si、Cu-Cr-Zr等，雖具有高強度(σ_b可達500MPa以上)，但導電率偏低(75％IACS以下)。

目前在上述領域應用較多的是納米彌散強化Cu-Al₂O₃合金，但Cu-Al₂O₃合金雖具有極高的抗高溫退火軟化能力，但其強化粒子Al₂O₃不導電，容易引起用其制作的微器件局部區域導電性中斷，從而影響了其應用范圍。納米彌散強化Cu-Zn合金因其具有高導電和防垢防腐蝕的性能日益受到人們的關注，現有的關于Cu-Zn合金的研究集中在高濃度合金體系，主要應用于管道領域。如何制備具有高導電、防垢防腐蝕性能的納米彌散強化Cu-Zn合金正在成為研究熱點。

發明內容

本發明的目的是提供一種高導電的Cu-Zn合金的制備方法，解決了現有納米彌散強化Cu-Al₂O₃合金中Al₂O₃不導電，造成微器件局部區域導電性中斷的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種高導電的Cu-Zn合金的制備方法，具體制備過程包括如下步驟：

步驟1，制備Cu-Zn納米晶固溶體粉末：

將純度≥99.98％、平均粒度為10～15μm的Cu粉與純度≥99.95％，平均粒度≤5μm的Zn粉裝入瑪瑙罐中，然后裝入三種不同半徑的瑪瑙球，大球半徑10～12mm，中球半徑5～6mm，小球3.6～4mm，安裝好球磨罐，進行球磨制得Cu-Zn納米晶固溶體粉末；

步驟2，制備Cu-Zn合金坯錠：

將步驟1得到Cu-Zn納米晶固溶體粉末在氮氣氣氛下保護退火，然后將退火后的Cu-Zn納米晶固溶體粉末與硼粉均勻混合得到混合料，將混合料進行真空熱壓燒結，得到Cu-Zn合金坯錠；

步驟3，將步驟2得到的Cu-Zn合金坯錠用銅包覆，制成包套后封口加熱至800℃～850℃，再將包好銅套的坯錠熱擠壓成棒材或板坯材，得到Cu-Zn合金。

本發明的其他特點還在于，

步驟1中Cu粉和Zn粉的質量比為(70.4～99)∶1。

步驟1中所述大球、中球和小球的重量比為1∶(3～4)∶(3.5～5)，瑪瑙球與Cu粉和Zn粉之間的球料比為(10～14)∶1；球磨時間為30h-40h，球磨轉速為200rpm-240rpm。

步驟2中退火溫度為500℃～550℃，時間為1h～3h。