[發明專利]一種超高強高導銅鐵系合金絲材及其制備方法

有效

• 申請號: 202210354724.0
• 申請日: 2022-04-06
• 公開（公告）號: CN114959349B
• 公開（公告）日: 2023-02-10
• 發明（設計）人: 龔深;于翔宇;陶輝錦;李周;邱文婷
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C21D1/30;C21D1/74;C21D9/52;C22C1/03;C22F1/08
• 代理公司: 長沙瀚頓知識產權代理事務所(普通合伙) 43223
• 代理人: 吳亮;朱敏

本發明提供一種超高強高導銅鐵系合金絲材及其制備方法，超高強高導銅鐵系合金絲材包括按重量百分比計的如下成分：Fe：0.5?5.0 wt%，Si：0.05?0.5wt%，Mg：0.05?0.5wt%，Cr：≤0.4 wt%，Zr：≤0.15 wt%，Ca：≤0.15wt%，余量為Cu；所述超高強高導銅鐵系合金的制備方法包括如下步驟：熔煉、連鑄獲得銅桿坯料；將銅桿坯料進行均勻化退火，退火溫度為920?970℃，時間為24?48h；將棒材拉拔后進行300?500℃的組合時效熱處理，并重復拉拔?時效熱處理工藝兩次或兩次以上；進行最后一次拉拔工藝使絲材達到設定尺寸，然后在200?300℃的條件下進行4?5h的去應力退火，獲得超高強高導銅鐵系合金絲材。

技術領域

本發明涉及銅合金加工技術領域，具體涉及一種超高強高導銅鐵系合金絲材及其制備方法。

背景技術

伴隨信息化時代的來臨，電子信息產業已經成為社會發展的重要支柱。大規模的集成電路是電子信息產業發展的基礎，而引線框架材料作為集成電路的核心部件，承擔著芯片與外部電路聯通、芯片工作時保持散熱的重要職責。高強高導銅鐵合金作為取代傳統的Fe-Ni-Co可伐合金的新興引線框架材料，逐漸被各國的研究人員所關注。越來越多的兼具優異強度、導電、導熱性能的銅鐵合金被研發了出來。中國發明專利CN108251684A公開了一種使用粉末冶金制備高強高導銅鐵合金絲材的方法，實現了銅基體內亞微米級鐵相的均勻分布，生產的銅鐵合金絲材導電率為45-60％IACS，抗拉強度為620-1360MPa，且由于粉末冶金工藝復雜，限制了其大規模的工業生產；中國發明專利CN1130888750A和CN110229972A公開的高鐵含量(Fe：5-20wt％)的銅鐵絲材的抗拉強度能達到580-890MPa，導電率為50.1-71.4％，由于高鐵含量的銅鐵合金中鐵相分布不均勻，大幅削弱了銅鐵合金絲材的產品質量穩定性與力學性能。因此開發產品質量穩定、工藝流程簡單、適用于大規模工業生產的新型高強高導或高強中導的引線框架材料成為需要迫切解決的重要課題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種超高強高導銅鐵系合金絲材，抗拉強度可達到1140-1200MPa，導電率可達70-75％IACS，實現了合金強度和導電率的均衡，且制備工藝操作性更強。

為了解決上述問題，本發明的技術方案如下：

一種超高強高導銅鐵系合金絲材，包括按重量百分比計的如下成分：

Fe：0.5-5.0wt％，Si：0.05-0.5wt％，Mg：0.05-0.5wt％，Cr：≤0.4wt％，Zr：≤0.15wt％，Ca：≤0.15wt％，余量為Cu；

所述超高強高導銅鐵系合金的制備方法包括如下步驟：

步驟S1，將所需合金元素按照設計比例進行配比，在保護氣體環境下進行熔煉，并連鑄獲得銅桿坯料；

步驟S2，將步驟S1的銅桿坯料進行均勻化退火，退火溫度為920-970℃，時間為24-48h；

步驟S3，組合形變熱處理，將棒材拉拔后進行300-500℃的組合時效熱處理，并重復拉拔-時效熱處理工藝兩次或兩次以上；

步驟S4，進行最后一次拉拔工藝使絲材達到設定尺寸，并控制最后一次拉拔變形量在50％以內，然后將絲材在惰性氣體保護、200-300℃的條件下進行4-5h的去應力退火，獲得超高強高導銅鐵系合金絲材。

進一步地，步驟S3中，最后一次時效處理時間為16-32h，其余時效處理時間為1-2h。

進一步地，絲材拉拔變形的總變形量為70-90％。

進一步地，步驟S1中，選用電解銅、純鐵、純硅、純鉻、銅鎂中間合金、銅鋯中間合金和銅鈣中間合金作為原料。