CN104894456A - 一种高强度导电合金及表面处理工艺 - Google Patents

一种高强度导电合金及表面处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高强度导电合金及表面处理工艺及其制备方法，所述合金由以下成分按照重量比组成：铜为10-20%、锰为0.6-1%、钒为0.2-0.4%、镁为5-15%、钨为10-20%其余为铁。通过在高温熔炼炉中高温熔炼、冷却等步骤制备得到铜铁合金，同时对铜铁合金进行镀镍处理，制备的铜铁合金在保证较低成本的同时具有较高的导电率。

Description

一种高强度导电合金及表面处理工艺
技术领域
本发明涉及一种高强度导电合金及表面处理工艺，属于高导电性合金领域。
背景技术
铜的用途较为广泛，在电子传输领域应用非常多。在铜被制备成铜铁合金后，对铜铁合金的电子传导率依然有非常高的要求，但是目前常见的铜铁合金的电导率均较低，不能完全满足市场的需求。如何提高铜铁合金的电导率，是相关研究者比较关注的一个话题。通常铜铁合金的电导率只有25%IACS 至30%IACS，因此我们需要对铜铁合金的元素组成和配比进行调节，也许可以提高铜铁合金的电导率；而传统的铜铝合强度交叉，在一些高拉伸量的导线固定座方面，单一的铜铁合金很难胜任。
发明内容
要解决的技术问题：常规的铜铁合金电导率有限，且无法适应海洋等极端使用环境的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种高强度导电合金，所述铜铁合金由以下成分按照重量比组成：铜为10-20%、锰为0.6-1%、钒为0.2-0.4%、镁为5-15%、钨为10-20%其余为铁。
一种高强度导电合金的加工办法以及表面处理工艺，包括以下步骤：
步骤一：将熔炼炉温度加热至900-1000℃，向熔炼炉中投入钨、铁，熔炼1h；
步骤二：将熔炼炉温度降低到600-800℃，向熔炼炉中投入铜、锰、钒、镁以及碳粉，熔炼2h；
步骤三：将熔炼炉温度降低到400-500℃，向熔炼炉中加入加速剂；
加速剂为2-巯基苯并噻唑；
加速剂的添加量为每千克铁6-16g；
步骤四：在熔炼炉中通入高温氧气，流量为20-50L/H，并提高熔炼炉温度至800-1000℃，熔炼0.5h；
步骤五：浇铸成铜锭后，冷却至室温，得到铜铁合金；
步骤六：将得到的铜铁合金放入渗镍炉中，并加入防腐剂氯化钠，氯化钠的添加量为每kg铁10g-20g，在300-500℃的温度下进行渗镍。
作为本发明的进一步创新，所述铜的添加量为11%。
作为本发明的进一步创新，所述锰的添加量为0.8%。
作为本发明的进一步创新，所述镁的添加量为12%。
本发明的有益效果是：
本发明制备的铜铁合金具有很高的电导率和强度，电导率为40%IACS 至60%IACS硬度在120-160HB之间，可以满足高导电率和高硬度的需求、。
本发明创新的在制备过程中加入加速剂，提高了产品的生产速率。
本发明采用镍锌镀层工艺，相比于普通的锌镀层其抗腐蚀性能更加优异。
具体实施方式
实施例1
本合金的制备方法和表面处理工艺，包括以下步骤：
一种高强度导电合金的加工办法以及表面处理工艺，包括以下步骤：
步骤一：将熔炼炉温度加热至1000℃，向熔炼炉中投入100g钨、771g铁，熔炼1h；
步骤二：将熔炼炉温度降低到800℃，向熔炼炉中投入100铜、10g锰、4g钒、15g镁以及100g碳粉，熔炼2h；
步骤三：将熔炼炉温度降低到500℃，向熔炼炉中加入10g2-巯基苯并噻唑加速剂；
步骤四：在熔炼炉中通入高温氧气，流量为50L/H，并提高熔炼炉温度至1000℃，熔炼0.5h；
步骤五：浇铸成铜锭后，冷却至室温，得到铜铁合金；
步骤六：将得到的铜铁合金放入渗镍炉中，并加入防腐剂氯化钠，氯化钠的添加量20g，在500℃的温度下进行渗镍。
得到的合金的导电率为55%IACS、硬度为140HB。
实施例2
本合金的制备方法和表面处理工艺，包括以下步骤：
一种高强度导电合金的加工办法以及表面处理工艺，包括以下步骤：
步骤一：将熔炼炉温度加热至900℃，向熔炼炉中投入200g钨、630g铁，熔炼1h；
步骤二：将熔炼炉温度降低到600℃，向熔炼炉中投入150铜、6g锰、4g钒、10g镁以及100g碳粉，熔炼2h；
步骤三：将熔炼炉温度降低到400℃，向熔炼炉中加入15g2-巯基苯并噻唑加速剂；
步骤四：在熔炼炉中通入高温氧气，流量为50L/H，并提高熔炼炉温度至800℃，熔炼0.5h；
步骤五：浇铸成铜锭后，冷却至室温，得到铜铁合金；
步骤六：将得到的铜铁合金放入渗镍炉中，并加入防腐剂氯化钠，氯化钠的添加量20g，在450℃的温度下进行渗镍。
得到的合金的导电率为50%IACS、硬度为110HB。
实施例3
本合金的制备方法和表面处理工艺，包括以下步骤：
一种高强度导电合金的加工办法以及表面处理工艺，包括以下步骤：
步骤一：将熔炼炉温度加热至950℃，向熔炼炉中投入150g钨、730g铁，熔炼1h；
步骤二：将熔炼炉温度降低到600℃，向熔炼炉中投入100铜、6g锰、4g钒、10g镁以及100g碳粉，熔炼2h；
步骤三：将熔炼炉温度降低到450℃，向熔炼炉中加入15g2-巯基苯并噻唑加速剂；
步骤四：在熔炼炉中通入高温氧气，流量为50L/H，并提高熔炼炉温度至750℃，熔炼0.5h；
步骤五：浇铸成铜锭后，冷却至室温，得到铜铁合金；
步骤六：将得到的铜铁合金放入渗镍炉中，并加入防腐剂氯化钠，氯化钠的添加量20g，在400℃的温度下进行渗镍。
得到的合金的导电率为48%IACS、硬度为130HB。

Claims (5)

1.一种高强度导电合金，其特征是：所述合金由以下成分按照重量比组成：铜为10-20%、锰为0.6-1%、钒为0.2-0.4%、镁为5-15%、钨为10-20%其余为铁。
2.如权利要求1所述的一种高强度导电合金的加工办法以及表面处理工艺，其特征是：包括以下步骤：
步骤一：将熔炼炉温度加热至900-1000℃，向熔炼炉中投入钨、铁，熔炼1h；
步骤二：将熔炼炉温度降低到600-800℃，向熔炼炉中投入铜、锰、钒、镁以及碳粉，熔炼2h；
步骤三：将熔炼炉温度降低到400-500℃，向熔炼炉中加入加速剂；
加速剂为2-巯基苯并噻唑；
加速剂的添加量为每千克铁6-16g；
步骤四：在熔炼炉中通入高温氧气，流量为20-50L/H，并提高熔炼炉温度至800-1000℃，熔炼0.5h；
步骤五：浇铸成铜锭后，冷却至室温，得到铜铁合金；
步骤六：将得到的铜铁合金放入渗镍炉中，并加入防腐剂氯化钠，氯化钠的添加量为每kg铁10g-20g，在300-500℃的温度下进行渗镍。
3.如权利要求2所述的一种高强度导电合金的加工办法以及表面处理工艺，其特征是：所述铜的添加量为11%。
4.如权利要求2所述的一种高强度导电合金的加工办法以及表面处理工艺，其特征是：所述锰的添加量为0.8%。
5.如权利要求2所述的一种高强度导电合金的加工办法以及表面处理工艺，其特征是 ：所述镁的添加量为12%。
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