CN106834655A - 一种抑制界面脆性相生成的铜铝复合带材中间退火工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种抑制界面脆性相生成的铜铝复合带材中间退火工艺，包括以下步骤：将加工制备的铜铝复合带材放入退火炉中，对炉内抽真空，以3～10℃/s的升温速率，使铜铝复合带材的退火温度升至150～300℃，保温20～90min，进行中间退火，随后通入氮气进行快速冷却至50℃以下，出炉。本发明使用了较低的退火温度，在一定的退火时间内，抑制了界面脆性相的产生，铜发生了回复，铝发生了再结晶，消除了部分内应力，有利于铜铝复合带材的后续加工。
Description
技术领域
本发明涉及热处理技术领域，具体涉及一种抑制界面脆性相生成的铜铝复合带材中间退火工艺。
背景技术
铜铝复合带是指在铝的表面包覆一层铜，使铜和铝界面实现良好冶金结合的一种复合材料。铜铝层状复合材料不仅具有铜的导电、导热性能好、接触电阻低和外表美观等优点，而且具有铝的质轻、耐腐蚀、经济等优势。以铜铝复合带代替应用面特别广、需求量特别大的紫铜带，在电力和信号传输等领域将有广泛的应用前景。因此，开发适合工业规模生产的高效、低能耗复合技术，制备铜铝复合带新型材料，无疑将会给我国迅速发展的电子、电力、机械制造等工业领域提供理想的新产品，产生显著的经济效益，而且对于合理利用资源，保证国民经济可持续发展具有重要的社会效益。
铜铝复合带材经过轧制等加工变形后，产生了加工硬化现象，强度和硬度显著增强，而塑性和韧性急剧降低，在继续加工时会发生开裂等现象。这时就需要对复合带进行中退火处理，目的是在于消除拉拔产生的加工硬化现象和残余应力，使材料的塑性得到很好的恢复，软化组织，便于后续加工，使Cu/Al界面能够更好的扩散，达到更好的冶金结合。
然而在退火过程中，由于扩散的产生，在界面上容易生成层状的脆性相，即铜铝金属间化合物。这些脆性相几乎没有塑性，在后续加工的过程中容易破碎并产生应力集中，导致界面开裂或铜层的破裂。因此，在退火时应尽量抑制这些界面脆性相的生成。
发明内容
本发明的目的是提供一种抑制界面脆性相生成的铜铝复合带材中间退火工艺，在适宜温度下对铜铝复合带材进行退火处理，消除加工过程中产生的内应力和加工硬化，并抑制界面脆性相的产生，从而便于后续的加工。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种抑制界面脆性相生成的铜铝复合带材中间退火工艺，包括以下步骤：将加工制备的铜铝复合带材放入退火炉中，对炉内抽真空，以3～10℃/s的升温速率，使铜铝复合带材的退火温度升至150～300℃，保温20～90min，进行中间退火，随后通入氮气进行快速冷却至50℃以下，出炉。
根据以上方案，所述退火温度为180～250℃。
根据以上方案，所述保温的时间为30～70min。
根据以上方案，所述升温速率为5～8℃/s。
根据以上方案，所述铝复合带材包括纯铜-纯铝复合带材、铜合金-纯铝复合带材、纯铜-铝合金复合带材、铜合金-铝合金复合带材等。
本发明的有益效果是：
本发明使用了较低的退火温度，在一定的退火时间内，抑制了界面脆性相的产生，铜发生了回复，铝发生了再结晶，消除了部分内应力，有利于铜铝复合带材的后续加工。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案进行说明。
实施例1：
本发明提供一种抑制界面脆性相生成的铜铝复合带材中间退火工艺，包括以下步骤：将轧制加工制备的厚0.5mm、宽50mm的纯铜-纯铝-纯铜三层结构复合卷状带材(铜的总比例为20％)放入快速退火炉中，对炉内抽真空，以5℃/s的升温速率，使铜铝复合带材的退火温度升至200℃，保温60min，进行中间退火，随后通入氮气进行快速冷却至50℃以下，出炉。
退火处理后铜铝复合带材的铝开始发生再结晶，铜发生了回复，消除了部分缺陷和内应力，由于退火温度低，界面上没有脆性的金属间化合物产生，不会破坏复合带材的整体结构，在后续轧制时，顺利地轧制到0.1mm成品尺寸。
实施例2：
本发明提供一种抑制界面脆性相生成的铜铝复合带材中间退火工艺，包括以下步骤：将厚1.3mm、宽40mm的纯铜-纯铝双层结构复合卷状带材(铜的总比例为20％)，放入快速退火炉中，对炉内抽真空，以8℃/s的升温速率，使铜铝复合带材的退火温度升至250℃，保温80min，进行中间退火，随后通入氮气进行快速冷却至50℃以下，出炉。
退火处理后铜铝复合带材的界面上没有明显的金属间化合物出现，在后续轧制时，顺利地轧制到0.35mm成品尺寸。
实施例3：
本发明提供一种抑制界面脆性相生成的铜铝复合带材中间退火工艺，包括以下步骤：将厚1.5mm、宽50mm的纯铜-铝镁合金双层结构复合卷状带材(铜的总比例为30％)，放入快速退火炉中，对炉内抽真空，以5℃/s的升温速率，使铜铝复合带材的退火温度升至250℃，保温60min，进行中间退火，随后通入氮气进行快速冷却至50℃以下，出炉。
退火处理后铜铝复合带材的界面上没有明显的金属间化合物出现，在后续轧制时，顺利地轧制到0.35mm成品尺寸。
对比实施例1：
将轧制加工制备的厚0.5mm宽50mm的纯铜-纯铝-纯铜三层结构复合卷状带材(铜的总比例为20％)放入快速退火炉中，对炉内抽真空，以5℃/s的升温速率，使铜铝复合带材的退火温度升至350℃，保温60min，进行中间退火，随后通入氮气进行快速冷却至50℃以下，出炉。
退火处理后铜铝复合带材的界面上产生了明显的2.5μm厚的脆性金属间化合物扩散层，破坏复合带材的整体结构，在后续轧制时，尽管铜铝都发生了再结晶，两种基体材料的塑性得到了完全的恢复，但由于脆性相几乎没有塑性，在轧制时发生破碎，产生应力集中，导致铜铝界面的开裂和分离。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的相关技术人员应当理解：可以对本发明进行修改或者同等替换，但不脱离本发明精神和范围的任何修改和局部替换均应涵盖在本发明的权利要求范围内。
Claims (5)
1.一种抑制界面脆性相生成的铜铝复合带材中间退火工艺，其特征在于，包括以下步骤：将加工制备的铜铝复合带材放入退火炉中，对炉内抽真空，以3～10℃/s的升温速率，使铜铝复合带材的退火温度升至150～300℃，保温20～90min，进行中间退火，随后通入氮气进行快速冷却至50℃以下，出炉。
2.根据权利要求1所述的抑制界面脆性相生成的铜铝复合带材中间退火工艺，其特征在于，所述退火温度为180～250℃。
3.根据权利要求1所述的抑制界面脆性相生成的铜铝复合带材中间退火工艺，其特征在于，所述保温的时间为30～70min。
4.根据权利要求1所述的抑制界面脆性相生成的铜铝复合带材中间退火工艺，其特征在于，所述升温速率为5～8℃/s。
5.根据权利要求1所述的抑制界面脆性相生成的铜铝复合带材中间退火工艺，其特征在于，所述铝复合带材包括纯铜-纯铝复合带材、铜合金-纯铝复合带材、纯铜-铝合金复合带材、铜合金-铝合金复合带材。
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