[發明專利]一種高強高導銅鋯合金線材的制備方法

在審

• 申請號: 202211623824.5
• 申請日: 2022-12-16
• 公開（公告）號: CN116000084A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 王小娜;庾高峰;馬明月;靖林
• 申請（專利權）人: 陜西斯瑞新材料股份有限公司
• 主分類號: B21B1/16
• 分類號: B21B1/16;C22C1/03;C22C9/00;C22F1/08;C22F1/02;C21D9/52;B21B27/00
• 代理公司: 北京棧橋知識產權代理事務所(普通合伙) 11670
• 代理人: 胡穎

本發明公開了一種高強高導銅鋯合金線材的制備方法，所述合金材料的化學組成為Cu、Zr、O元素以及雜質元素，其重量百分比為：Cu≥99.80％，Zr：0.10～0.20％；該合金線材的制備方法為：配料和熔煉→冷鍛→熱擠壓→熱軋→固溶處理及表面處理→冷拉拔→時效處理及表面強化。本發明所提供的銅鋯合金線材，原材料較為常規，成本較低，制備工藝較為簡單，加工過程中不易斷絲，具有高強度、高導電的特點，抗拉強度Rm≥500MPa，導電率(20℃)≥80％IACS，性能優良。

技術領域

本發明涉及銅鋯合金技術領域，具體是涉及一種高強高導銅鋯合金線材的制備方法。

背景技術

高強高導銅合金是一種技術含量高、應用領域廣、處于國際科技前沿的功能結構一體化的特種銅材，具有較高的強度和導電性，同時具備導熱性、耐磨性、耐蝕性、抗高溫軟化和抗應力松弛等性能，是一種具有優良的綜合性能的先進材料，屬于《戰略性新興產業重點產品和服務指導目錄(2016版)》中“3.新材料產業”的“高強高導銅材”。應用范圍包括大功率異步牽引電機、電氣化鐵路承力索和接觸線、高端連接器、大規模集成電路引線框架等，涉及軌道交通、航空航天、5G通信、新能源汽車和半導體等領域。

但在金屬材料學領域，強度和導電性能是此消彼長的一對矛盾體，一方面，合金元素有利于提高銅合金的強度，另一方面，合金元素會使銅晶體結構產生缺陷，降低導電能力。Zr元素能夠有效改善銅基合金的強度指標，顯著提高再結晶溫度，且對銅合金制品的導電性能的影響很小，因此銅鋯合金不僅導電能力優異，而且塑性好、軟化溫度高、抗蠕變能力很強、有較強的抗氧化能力和良好的耐磨性。因此，此類合金在較高溫度下具有良好的適應性，在電子、軍事、國防、交通等各方面均有應用。

專利CN201510541776中添加了Zr(0.1～0.5％)、Ni、Si、Ag元素，抗拉強度和導電率分別可達688MPa和83％IACS；專利CN201510541686在專利CN201510541776的基礎上加入了0.02～0.1％的稀土元素，抗拉強度和導電率分別為690MPa和83％IACS，增強效果微乎其微；專利CN202010303342中Zr0.05～0.4％，Mg、Si、稀土0.01～0.06％，成品帶材的抗拉強度≥560MPa、導電率≥80％IACS；專利CN202010019917中雜質小于0.005％，Zr0.17％，另有微量稀土元素，制備的銅鋯合金絲的直徑為0.016mm，硬態的抗拉強度、伸長率、導電率分別為700MPa、6％、75％IACS，半硬態的抗拉強度、伸長率、導電率分別為400MPa、12％、95％IACS；專利CN202010198013添加了Ag5～15％，Zr0.1～0.9％，稀土金屬0.05～0.2％，成品線材直徑0.3mm，抗拉強度和導電率分別可達550MPa和83％IACS。

銀元素提高了合金的導電率和延伸率，但成本過高，且采用真空熔煉方式制備，產業化成本較高，不利于推廣。市場急需開發一種低成本、易產業化生產的高強高導合金材料。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種高強高導銅鋯合金線材。

本發明的技術方案是：一種高強高導銅鋯合金線材的制備方法，包括以下步驟：

S1、配料和熔煉：

所述銅鋯合金線材按重量百分比包括：Cu：99.80～99.90％、Zr：0.10～0.20％；

根據所述元素組分進行配料，原材料采用銅鋯中間合金和電解銅板，在P≤10MPa的真空感應爐中進行熔煉，采用底鑄式或側平引式澆鑄系統，熔煉溫度為1300～1350℃，熔煉40～80min；

熔煉過程中保持電磁攪拌，待合金溶液精煉20～50min后除氣脫氧引入結晶器中進行冷卻結晶，冷卻至室溫后脫模即可得到銅鋯合金鑄錠；

S2、冷鍛：