[發(fā)明專(zhuān)利]一種高強(qiáng)高導(dǎo)銅鐵系合金及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210356144.5
• 申請(qǐng)日: 2022-04-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114657410B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龔深;于翔宇;陶輝錦;李周;邱文婷
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C22C9/00
• 分類(lèi)號(hào): C22C9/00;C22C9/10;C22C1/03;C22F1/08;C21D9/00;B23P15/00
• 代理公司: 長(zhǎng)沙瀚頓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43223
• 代理人: 吳亮;朱敏

本發(fā)明提供一種高強(qiáng)高導(dǎo)銅鐵系合金，包括按重量百分比計(jì)的如下成分：Fe：0.5?5.0 wt%，Si：0.05?0.5wt%，Mg：0.05?0.5wt%，Cr：≤0.5 wt%，Zr：≤0.15 wt%，Ca：≤0.15wt%，余量為Cu；所述高強(qiáng)高導(dǎo)銅鐵系合金的制備方法包括如下步驟：將合金成分進(jìn)行熔煉，澆鑄得到銅合金鑄錠；進(jìn)行均勻化退火，退火溫度為920?970℃，時(shí)間為24?48h；軋制?組合時(shí)效熱處理，軋制后對(duì)坯料進(jìn)行300?500℃的組合時(shí)效熱處理，并重復(fù)軋制?時(shí)效處理工藝兩次或兩次以上，最后將板材在200?300℃進(jìn)行4?5h的去應(yīng)力退火，制備得到高強(qiáng)高導(dǎo)銅鐵系合金。

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)高導(dǎo)銅鐵系合金及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著科技的發(fā)展，銅合金以其優(yōu)異的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，力學(xué)性能和加工性能被廣泛應(yīng)用于二百多個(gè)領(lǐng)域，銅合金產(chǎn)業(yè)與其他的產(chǎn)業(yè)的關(guān)聯(lián)度高達(dá)90％以上。銅鐵合金不僅具備了傳統(tǒng)銅合金優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、易加工、抗菌等優(yōu)良性能，同時(shí)還具備較好的電磁屏蔽性能與較為經(jīng)濟(jì)的價(jià)格。因此銅鐵合金在諸多領(lǐng)域中擁有廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)，特別是在集成電路引線框架、接插件觸頭、觸橋和真空器件等產(chǎn)品中，Cu-Fe合金得到了廣泛的應(yīng)用。發(fā)明專(zhuān)利CN111424188A公開(kāi)了使用粉末冶金法制備銅鐵合金板材，由于粉末之間的界面電阻與材料本身的致密性，使其力學(xué)與導(dǎo)電性能不能兼顧到最優(yōu)。發(fā)明專(zhuān)利CN109022896A和發(fā)明專(zhuān)利CN111636010A公開(kāi)了使用鑄造法制備高鐵含量高強(qiáng)高導(dǎo)銅鐵合金的方法，但是由于鐵在銅中的低固溶度，使得熔煉生產(chǎn)的銅鐵合金十分不均勻，從而造成力學(xué)性能的變差。

因此對(duì)于兼具高強(qiáng)度和高導(dǎo)電銅鐵合金的研發(fā)還任重道遠(yuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高強(qiáng)高導(dǎo)銅鐵系合金，抗拉強(qiáng)度可達(dá)到720-740MPa，導(dǎo)電率可達(dá)70-72％IACS，實(shí)現(xiàn)了合金強(qiáng)度和導(dǎo)電率的均衡。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種高強(qiáng)高導(dǎo)銅鐵系合金，包括按重量百分比計(jì)的如下成分：

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

所述高強(qiáng)高導(dǎo)銅鐵系合金的制備方法包括如下步驟：

步驟S1，根據(jù)設(shè)計(jì)成分對(duì)合金所需的元素進(jìn)行配比，在惰性氣體中進(jìn)行熔煉，澆鑄得到銅合金鑄錠；

步驟S2，將步驟S1的銅合金鑄錠進(jìn)行均勻化退火，退火溫度為920-970℃，時(shí)間為24-48h，均勻化后的鑄錠降溫至800-900℃；

步驟S3，軋制-組合時(shí)效熱處理，軋制后對(duì)坯料進(jìn)行300-500℃的組合時(shí)效熱處理，并重復(fù)軋制-時(shí)效處理工藝兩次或兩次以上，最后將板材在200-300℃進(jìn)行4-5h的去應(yīng)力退火，制備得到高強(qiáng)高導(dǎo)銅鐵系合金；

其中軋制工藝的熱軋開(kāi)坯的總變形量為70-80％，冷軋的總變形量為70％-90％。

進(jìn)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。

進(jìn)一步地，銅鎂中間合金為Cu-30Mg的中間合金，銅鋯中間合金為Cu-50Zr的中間合金，銅鈣中間合金為Cu-50Ca的中間合金。

進(jìn)一步地，步驟S3中，組合時(shí)效熱處理最后一次時(shí)效熱處理時(shí)間為16-32h，其余時(shí)效熱處理時(shí)間為1-2h。

進(jìn)一步地，步驟S1中，采用真空熔煉爐進(jìn)行熔煉，真空度為10^-5-10^-3Pa，所述惰性氣體為高純氬氣；熔煉過(guò)程中采用感應(yīng)熔煉爐產(chǎn)生的低頻磁場(chǎng)對(duì)熔體進(jìn)行攪拌。