CN103695704A - 一种电气电子设备用耐疲劳铜合金材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电气电子设备用耐疲劳铜合金材料及其制备方法，其由以下质量百分比的化学成分组成：Ni1.5-2.0、Co1.1-1.4、Cr0.8-1.2、Mg0.5-1、Zn0.4-0.8、Si0.3-0.6、Be0.2-0.4、V0.15-0.25、Ga0.1-0.2、Te0.04-0.08、Hf0.03-0.05、Pr0.02-0.03、Gd0.01-0.02，P≤0.03、S≤0.015，余量为铜。本发明铜合金材料综合性能优异，高抗疲劳，使用寿命长，且具有优异的导电性、导热性、机械强度、抗应力松弛性、耐腐蚀性等性能，广泛地用于电气电子设备。本发明的工艺简单，操作方便，成材率高，生产成本低，适合工业化大规模生产，具有巨大的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种电气电子设备用耐疲劳铜合金材料及其制备方法，属于铜合金制造技术领域。
背景技术
铜合金具有优良的导电性﹑导热性﹑延展性和耐蚀性，广泛应用于电气电子设备用材料中。随着电气电子设备向小型化、轻量化、高密度安装化发展，对铜合金材料的性能要求越来越高，不仅要有优异的导电、导热性能,还要具有优良的机械强度、抗应力松弛性、耐疲劳性、耐腐蚀性等性能。因此急需开发一种新型高性能电气电子设备用耐疲劳铜合金材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种电气电子设备用耐疲劳铜合金材料及其制备方法。该铜合金材料具有优异的导电性、导热性、机械强度、抗应力松弛性、耐疲劳性、耐腐蚀性。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种电气电子设备用耐疲劳铜合金材料，其由以下质量百分比的化学成分组成：Ni 1.5-2.0、Co 1.1-1.4、Cr 0.8-1.2、Mg 0.5-1、Zn 0.4-0.8、Si 0.3-0.6、Be 0.2-0.4、V 0.15-0.25、Ga 0.1-0.2、Te 0.04-0.08、Hf 0.03-0.05、Pr 0.02-0.03、Gd 0.01-0.02，P ≤0.03、S ≤0.015，余量为铜。
一种电气电子设备用耐疲劳铜合金材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按上述化学成分要求进行配料，将配好的炉料加入中频感应炉中，熔炼温度为1220-1260℃，待炉料全部溶化后，熔体温度稳定后取样分析并调整成分，然后调整温度至1240-1280℃，铜合金液中通高纯Ar气精炼5-10min，通氩气精炼后扒渣，静置15-20min即可进行浇注，浇注温度为1150-1200℃；
（2）铸锭经切头尾、铣面后以180-240℃/h升温至360-420℃，保温4-6h，再以100-150℃/h升温至620-660℃，保温3-4h，然后以140-180℃/h降温至280-320℃，保温5-8h，再以160-220℃/h升温至720-750℃，保温2-3h，然后以80-120℃/h降温至500-550℃，保温4-5h，再以150-200℃/h升温至880-920℃，保温1-2h，然后进行3-5道次热轧,得到热轧厚板,热轧总加工率为70-80%；
（3）将上述得到的热札板材进行固溶处理：以100-150℃/h升温至240-280℃，保温4-8h，再以140-180℃/h升温至680-720℃，保温3-4h，然后以120-160℃/h降温至420-450℃，保温4-5h，再以100-150℃/h降温至180-220℃，保温5-10h，然后以150-200℃/h升温580-640℃，保温3-5h，再以120-160℃/h升温至860-910℃，保温1-2h，然后以100-150℃/h降温至610-640℃，保温3-4h，再以80-120℃/h降温至380-440℃，保温4-6h，置于0-5℃冰盐水中冷却至50℃以下；
（4）对热轧固溶处理的铜合金板材进行酸洗,以除去合金表面的氧化皮，然后进行4-6道次冷轧，冷轧总加工率为60-70%；
（5）将冷轧的铜合金板材进行时效处理：以150-200℃/h升温至350-400℃，保温3-4h，再以80-120℃/h降温至170-190℃，保温5-10h，然后以140-180℃/h升温至510-540℃，保温1-2h，然后以100-150℃/h降温至220-260℃，保温4-6h，再以80-120℃/h升温至440-480℃，保温2-3h，然后以150-200℃/h降温至180-220℃，保温5-10h，空冷至室温即可。
本发明的有益效果：
本发明铜合金材料综合性能优异，高抗疲劳，使用寿命长，且具有优异的导电性、导热性、机械强度、抗应力松弛性、耐腐蚀性等性能，广泛地用于电气电子设备。本发明的工艺简单，操作方便，成材率高，生产成本低，适合工业化大规模生产，具有巨大的经济效益。
具体实施方式
一种电气电子设备用耐疲劳铜合金材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按化学成分满足以下质量百分比：Ni 1.5-2.0、Co 1.1-1.4、Cr 0.8-1.2、Mg 0.5-1、Zn 0.4-0.8、Si 0.3-0.6、Be 0.2-0.4、V 0.15-0.25、Ga 0.1-0.2、Te 0.04-0.08、Hf 0.03-0.05、Pr 0.02-0.03、Gd 0.01-0.02，P ≤0.03、S ≤0.015，余量为铜进行配料；
（2）按上述化学成分要求进行配料，将配好的炉料加入中频感应炉中，熔炼温度为1240℃，待炉料全部溶化后，熔体温度稳定后取样分析并调整成分，然后调整温度至1260℃，铜合金液中通高纯Ar气精炼8min，通氩气精炼后扒渣，静置15min即可进行浇注，浇注温度为1180℃；
（3）铸锭经切头尾、铣面后以220℃/h升温至380℃，保温5h，再以150℃/h升温至660℃，保温3h，然后以180℃/h降温至300℃，保温7h，再以220℃/h升温至740℃，保温2h，然后以100℃/h降温至520℃，保温5h，再以180℃/h升温至910℃，保温1，然后进行4道次热轧,得到热轧厚板,热轧总加工率为80%；
（4）将上述得到的热札板材进行固溶处理：以150℃/h升温至270℃，保温6h，再以180℃/h升温至720℃，保温3h，然后以140℃/h降温至450℃，保温4h，再以120℃/h降温至210℃，保温8h，然后以180℃/h升温620℃，保温4h，再以140℃/h升温至880℃，保温2h，然后以120℃/h降温至630℃，保温3h，再以100℃/h降温至420℃，保温5h，置于2℃冰盐水中冷却至50℃以下；
（5）对热轧固溶处理的铜合金板材进行酸洗,以除去合金表面的氧化皮，然后进行5道次冷轧，冷轧总加工率为70%；
（6）将冷轧的铜合金板材进行时效处理：以180℃/h升温至380℃，保温3h，再以100℃/h降温至180℃，保温8h，然后以160℃/h升温至520℃，保温1h，然后以120℃/h降温至250℃，保温5h，再以100℃/h升温至460℃，保温2h，然后以180℃/h降温至200℃，保温8h，空冷至室温即可。
制得的铜合金材料经检验，其主要性能为：抗拉强度612Mpa，屈服强度546Mpa、导电率75.42%IACS，伸长率22%。
Claims (2)
1.一种电气电子设备用耐疲劳铜合金材料，其特征在于，其由以下质量百分比的化学成分组成：Ni 1.5-2.0、Co 1.1-1.4、Cr 0.8-1.2、Mg 0.5-1、Zn 0.4-0.8、Si 0.3-0.6、Be 0.2-0.4、V 0.15-0.25、Ga 0.1-0.2、Te 0.04-0.08、Hf 0.03-0.05、Pr 0.02-0.03、Gd 0.01-0.02，P ≤0.03、S ≤0.015，余量为铜。
2.根据权利要求1所述的电气电子设备用耐疲劳铜合金材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）按上述化学成分要求进行配料，将配好的炉料加入中频感应炉中，熔炼温度为1220-1260℃，待炉料全部溶化后，熔体温度稳定后取样分析并调整成分，然后调整温度至1240-1280℃，铜合金液中通高纯Ar气精炼5-10min，通氩气精炼后扒渣，静置15-20min即可进行浇注，浇注温度为1150-1200℃；
（2）铸锭经切头尾、铣面后以180-240℃/h升温至360-420℃，保温4-6h，再以100-150℃/h升温至620-660℃，保温3-4h，然后以140-180℃/h降温至280-320℃，保温5-8h，再以160-220℃/h升温至720-750℃，保温2-3h，然后以80-120℃/h降温至500-550℃，保温4-5h，再以150-200℃/h升温至880-920℃，保温1-2h，然后进行3-5道次热轧,得到热轧厚板,热轧总加工率为70-80%；
（3）将上述得到的热札板材进行固溶处理：以100-150℃/h升温至240-280℃，保温4-8h，再以140-180℃/h升温至680-720℃，保温3-4h，然后以120-160℃/h降温至420-450℃，保温4-5h，再以100-150℃/h降温至180-220℃，保温5-10h，然后以150-200℃/h升温580-640℃，保温3-5h，再以120-160℃/h升温至860-910℃，保温1-2h，然后以100-150℃/h降温至610-640℃，保温3-4h，再以80-120℃/h降温至380-440℃，保温4-6h，置于0-5℃冰盐水中冷却至50℃以下；
（4）对热轧固溶处理的铜合金板材进行酸洗,以除去合金表面的氧化皮，然后进行4-6道次冷轧，冷轧总加工率为60-70%；
（5）将冷轧的铜合金板材进行时效处理：以150-200℃/h升温至350-400℃，保温3-4h，再以80-120℃/h降温至170-190℃，保温5-10h，然后以140-180℃/h升温至510-540℃，保温1-2h，然后以100-150℃/h降温至220-260℃，保温4-6h，再以80-120℃/h升温至440-480℃，保温2-3h，然后以150-200℃/h降温至180-220℃，保温5-10h，空冷至室温即可。
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