CN111979447B - 一种高导铜合金材料及其制备方法 - Google Patents

一种高导铜合金材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于铜合金材料技术领域，特别是涉及具有高导电率的铜合金材料及其制备方法。本发明提供了一种高导铜合金材料及其制备方法，通过调配合金成分及加工工艺，改善了合金组织结构，提高了铜合金的导电性能及硬度。合金采用纯度大于99.95％的铜、银、镉为原材料，以质量百分比计，铜为80～99％、镉为0.5～10％、银为0～10％，将原料按设计成分比混合，采用真空感应熔炼方法，在1200℃～1250℃温度下熔炼而成，后经过热处理和轧制工艺，制备得出系列铜合金材料。该材料在具有较高强度的同时，满足对高电导率的性能要求。此外，本发明工艺简单，控制容易，在诸多工业领域具有广泛用途。

Description

一种高导铜合金材料及其制备方法
技术领域
本发明属于铜合金材料技术领域，特别是涉及具有高导电率的铜合金材料及其制备方法。
背景技术
纯铜具有良好的延展性及导电导热性能，但在较高的温度下，其强度便急剧降低。冷变形虽可提高铜的强度和硬度，但纯铜的再结晶温度低，受热时温度一超过230℃，由于再结晶的软化作用，加工硬化的效果就趋于消失。在理论研究和工业生产中，通常在纯铜中添加合金元素，使铜与其他金属合金化形成具有固溶强化或时效强化效应的合金，从而提高基体强度，满足高温环境中对铜材料的力学性能和导电导热性能的要求。
电工行业用铜银合金由于纯度高，含氧量少的特点，具有良好的抗氢脆性、抗电弧能力和优良的加工性能、焊接性能，被广泛应用于中等负荷和轻负荷的开关、断路器和接触器中，也用作微电机滑环和整流片等滑动接点材料，同时也在高脉冲磁场导体材料、集成电路引线框架、电车及电力火车架空导线、磁悬浮列车强磁场磁铁和导电簧片等众多领域得到应用。
铜银合金可因固溶强化提高强度和硬度，降低银的熔点使合金的铸造性能得到改善，但会引起导热、导电性能降低，抗氧化及抗腐蚀性能变坏。长期以来，在铜银合金的研究和制备中存在着高强度和高导电率之间的矛盾，为了解决这一问题，需要选择合理的合金化元素及制备手段，尽可能改善合金的显微组织和结构，以提高材料的物理、力学和电学等性能。
经检索发现，到目前为止，还未见有人尝试采用同时含有Cu、Cd、Ag为金属原料，通过控制原料中的Cd、Ag含量，利用真空感应熔炼的方法制备高导铜合金材料的报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高导铜合金材料及其制备方法，通过科学设计合金成分配比、优化制备方法和加工工艺、改善合金组织结构，以提高铜合金的硬度及导电性能。本发明通过以下技术方案实现：
本发明一种高导铜合金材料；所述高导铜合金材料以质量百分比计；由下述组分组成：
Ag：0～10％、优选为0.5～10％、进一步优选为1.5～6％；
Cd：0.5～10％、优选为1.5～6％；
Ni：0～10％、优选为0～5％；
余量为Cu。
作为优选方案，本发明一种高导铜合金材料；以质量百分比计，所述高导铜合金材料由下述组分组成：Cu 86～95.5％、Cd 3％、Ag 1.5～6％、Ni 0～5％。
进一步优化方案，以质量百分比计，所述高导铜合金材料由下述组分组成：Cu 94～95％、Cd 3％、Ag 2～3％。
作为更进一步的优选方案，以质量百分比计，所述高导铜合金材料由下述组分组成：Cu 95％、Cd 3％、Ag 2％。
本发明一种高导铜合金材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)配料
设计组分配取铜源、银源、镍源、镉源，作为原料；
(2)抽真空
将原料置于真空感应熔炼炉内，抽真空，使得熔炼室和凝固室的真空度在1Pa以下，然后充氩气保护，气压在0.04～0.05MPa；
(3)合金熔炼
升温使得原料在真空感应炉内熔化，升温精炼并使其充分合金化，精炼完成后继续保温1～3分钟，然后匀速通过漏斗浇入石墨坩埚；精炼时，控制精炼温度为1200℃～1250℃；
(4)取出合金锭
待凝固室的温度下降到100℃以下，取出合金锭；得到铸态样品；
所得铸态样品经固溶处理；得到固溶态样品；
所得固溶态样品经热轧处理；得到热轧态样品；
所得热轧态样品经冷轧处理；得到冷轧态样品；
所得冷轧态样品经时效处理；得到时效态样品；
所得冷轧态样品经退火处理；得到退火态样品。
作为优选方案，合金所使用的原材料中，铜、银、镍、镉的纯度均大于99.95％。
作为优选方案，铜合金采用真空感应熔炼法制得，真空度要求在1Pa以下，然后充氩气保护，气压在0.04～0.05MPa。
作为优选方案，所述的固溶处理工艺为：在500℃～700℃对铜合金铸态样品进行固溶处理2～4小时，固溶处理后样品快速冷却；得到固溶态样品。所述快速冷却包括水淬。
作为优选方案，所述的热轧处理工艺为：在500℃～700℃对固溶态样品进行保温处理1～2小时后进行多道次热轧，热轧总变形量为50％～70％、优选为60％，采用多道次轧制，每道次变形量为5～15％、优选为10％，热轧处理后样品快速冷却，得到热轧样品。所述快速冷却包括水淬。
作为优选方案，所述的冷轧处理工艺为：室温下对热轧样品进行多道次冷轧制，冷轧总变形量为40～60％、优选为50％，每道次变形量为5～15％、优选为10％；得到冷轧样品。
作为优选方案，所述的时效处理工艺为：对冷轧样品进行时效处理，时效处理温度为200～300℃，时效时间为0～960分钟，时效处理后样品快速冷却；得到时效态样品。所述快速冷却包括水淬。
作为优选方案，所述的退火处理工艺为：在500℃～700℃对冷轧态样品进行退火处理2～4小时，退火处理后样品快速冷却。所述快速冷却包括水淬。
本发明通过科学合理地设计合金成分和优化工艺，可制得电导率高、硬度强的铜合金材料，所得铜合金材料的室温电导率大于等于80％IACS，硬度大于等于140HV。
本发明所设计和制备的铜合金，当所得高导铜合金材料中，Cu的含量为95wt％时，冷轧态产品的硬度大于等于145HV、室温电导率大于等于85％IACS；
当所得高导铜合金材料中，Cu的含量为95wt％时，时效态产品的硬度大于等于143HV、室温电导率大于等于89.5％IACS。
当所得高导铜合金材料中，Cu的含量为95wt％时，退火态产品的硬度大于等于109HV、室温电导率大于等于90％IACS。
经优化后，当所得高导铜合金材料中，Cu的含量为95wt％时，冷轧态产品的硬度大于等于150HV、室温电导率大于等于89％IACS。
经优化后，当所得高导铜合金材料中，Cu的含量为95wt％时，时效态产品的硬度大于等于171HV、室温电导率大于等于92％IACS。
经优化后，当所得高导铜合金材料中，Cu的含量为95wt％时，退火态产品的硬度大于等于134.04HV、室温电导率大于等于93.4％IACS。
本发明开发了一种在满足合金具有较高强度的前提下，同时具有高电导率的铜合金材料，并提供了该种铜合金材料的制备方法和工艺要求。
经优化后，在适量组份和制备工艺的协同作用下，所得产品的硬度和电导率得到显著提升。
本发明工艺简单，控制容易，在诸多工业领域具有广泛用途。
本发明实现了在铜含量较低的情况下(如95％)，得到了力学性能和电学性能均很优异的产品，实现产品硬度和电导率的同步提升。
本发明首次采用大比例的Cd(如3％)，制备出了力学性能和电学性能均很优异的产品。
附图说明
附图1为实施例1～6所得产品时效过程中硬度测试结果图；
附图2为实施例1～6所得产品时效过程中电导率测试结果图；
附图3为实施例1所得产品的铸态组织金相图；
附图4为实施例3所得产品的铸态组织金相图；
附图5为实施例4所得产品的固溶态(600℃/4h)金相图；
附图6为实施例3所得产品的固溶态(700℃/4h)金相图；
附图7为实施例5所得产品的退火态(600℃/2h)金相图；
附图8为实施例3所得产品的退火态(600℃/2h)金相图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例1
本实施例提供一种导电铜合金材料，由以下质量百分比的合金成分组成：Cu：97％，Cd：3％，其制作步骤如下：
(1)配料。采用纯度大于99.95％的铜、镉为原材料，按化学成分要求配制。
(2)熔炼室和凝固室抽真空。真空度要求在1Pa以下，然后充氩气保护，气压在0.04～0.05MPa。
(3)合金熔炼。合金在真空感应炉内熔化，升温精炼并使其充分合金化，温度控制在1200℃～1250℃，保温1～3分钟，匀速通过漏斗浇入石墨坩埚。
(4)取出合金锭。待凝固室的温度下降到100℃以下，取出合金锭。
(5)固溶处理。采用高温马弗炉对铜合金铸态样品在600℃进行固溶处理2小时，固溶处理后样品水淬快速冷却。
(6)热轧处理。采用高温马弗炉对固溶态样品在500℃进行保温处理1小时后进行热轧，变形量为60％，采用多道次轧制，每道次变形量为10％左右，热轧后样品水淬快速冷却。
(7)冷轧处理。室温下对铜合金进行轧制，变形量为50％，采用多道次轧制，每道次变形量为10％左右。
(8)时效处理。采用盐浴炉对冷轧铜合金进行时效处理，时效温度为260℃，时效时间为960分钟，时效处理后样品水淬快速冷却。在时效的过程中，不断取样测试。
(9)退火处理。采用高温马弗炉对铜合金冷轧态样品在600℃进行退火处理2小时，退火处理后样品水淬快速冷却；得到成品。成品的性能见表1。
实施例2
本实施例提供一种导电铜合金材料，由以下质量百分比的合金成分组成：Cu：98％，Ag：2％，其制作步骤如下：
(1)配料。采用纯度大于99.95％的铜、银为原材料，按化学成分要求配制。
(2)熔炼室和凝固室抽真空。真空度要求在1Pa以下，然后充氩气保护，气压在0.04～0.05MPa。
(3)合金熔炼。合金在真空感应炉内熔化，升温精炼并使其充分合金化，温度控制在1200℃～1250℃，保温1～3分钟，匀速通过漏斗浇入石墨坩埚。
(4)取出合金锭。待凝固室的温度下降到100℃以下，取出合金锭。
(5)固溶处理。采用高温马弗炉对铜合金铸态样品在600℃进行固溶处理2小时，固溶处理后样品水淬快速冷却。
(6)热轧处理。采用高温马弗炉对固溶态样品在500℃进行保温处理1小时后进行热轧，变形量为60％，采用多道次轧制，每道次变形量为10％左右，热轧后样品水淬快速冷却。
(7)冷轧处理。室温下对铜合金进行轧制，变形量为50％，采用多道次轧制，每道次变形量为10％左右。
(8)时效处理。采用盐浴炉对冷轧铜合金进行时效处理，时效温度为260℃，时效时间为960分钟，时效处理后样品水淬快速冷却。在时效的过程中，不断取样测试。
(9)退火处理。采用高温马弗炉对铜合金冷轧态样品在600℃进行退火处理2小时，退火处理后样品水淬快速冷却；得到成品。成品的性能见表1。
实施例3
本实施例提供一种导电铜合金材料，由以下质量百分比的合金成分组成：Cu：95％，Cd：3％，Ag：2％，其制作步骤如下：
(1)配料。采用纯度大于99.95％的铜、镉、银为原材料，按化学成分要求配制。
(2)熔炼室和凝固室抽真空。真空度要求在1Pa以下，然后充氩气保护，气压在0.04～0.05MPa。
(3)合金熔炼。合金在真空感应炉内熔化，升温精炼并使其充分合金化，温度控制在1200℃～1250℃，保温1～3分钟，匀速通过漏斗浇入石墨坩埚。
(4)取出合金锭。待凝固室的温度下降到100℃以下，取出合金锭。
(5)固溶处理。采用高温马弗炉对铜合金铸态样品在700℃进行固溶处理4小时，固溶处理后样品水淬快速冷却。
(6)热轧处理。采用高温马弗炉对固溶态样品在700℃进行保温处理2小时后进行热轧，变形量为60％，采用多道次轧制，每道次变形量为10％左右，热轧后样品水淬快速冷却。
(7)冷轧处理。室温下对铜合金进行轧制，变形量为50％，采用多道次轧制，每道次变形量为10％左右。
(8)时效处理。采用盐浴炉对冷轧铜合金进行时效处理，时效温度为260℃，时效时间为960分钟，时效处理后样品水淬快速冷却。在时效的过程中，不断取样测试。
(9)退火处理。采用高温马弗炉对铜合金冷轧态样品在600℃进行退火处理2小时，退火处理后样品水淬快速冷却；得到成品。成品的性能见表1。
实施例4
本实施例提供一种导电铜合金材料，由以下质量百分比的合金成分组成：Cu：95％，Cd：1.5％，Ag：3.5％，其制作步骤如下：
(1)配料。采用纯度大于99.95％的铜、镉、银为原材料，按化学成分要求配制。
(2)熔炼室和凝固室抽真空。真空度要求在1Pa以下，然后充氩气保护，气压在0.04～0.05MPa。
(3)合金熔炼。合金在真空感应炉内熔化，升温精炼并使其充分合金化，温度控制在1200℃～1250℃，保温1～3分钟，匀速通过漏斗浇入石墨坩埚。
(4)取出合金锭。待凝固室的温度下降到100℃以下，取出合金锭。
(5)固溶处理。采用高温马弗炉对铜合金铸态样品在700℃进行固溶处理4小时，固溶处理后样品水淬快速冷却。
(6)热轧处理。采用高温马弗炉对固溶态样品在700℃进行保温处理2小时后进行热轧，变形量为60％，采用多道次轧制，每道次变形量为10％左右，热轧后样品水淬快速冷却。
(7)冷轧处理。室温下对铜合金进行轧制，变形量为50％，采用多道次轧制，每道次变形量为10％左右。
(8)时效处理。采用盐浴炉对冷轧铜合金进行时效处理，时效温度为260℃，时效时间为960分钟，时效处理后样品水淬快速冷却。在时效的过程中，不断取样测试。
(9)退火处理。采用高温马弗炉对铜合金冷轧态样品在600℃进行退火处理2小时，退火处理后样品水淬快速冷却；得到成品。成品的性能见表1。
实施例5
本实施例提供一种导电铜合金材料，由以下质量百分比的合金成分组成：Cu：95％，Cd：3％，Ag：2％，其制作步骤如下：
(1)配料。采用纯度大于99.95％的铜、镉、银为原材料，按化学成分要求配制。
(2)熔炼室和凝固室抽真空。真空度要求在1Pa以下，然后充氩气保护，气压在0.04～0.05MPa。
(3)合金熔炼。合金在真空感应炉内熔化，升温精炼并使其充分合金化，温度控制在1200℃～1250℃，保温1～3分钟，匀速通过漏斗浇入石墨坩埚。
(4)取出合金锭。待凝固室的温度下降到100℃以下，取出合金锭。
(5)固溶处理。采用高温马弗炉对铜合金铸态样品在500℃进行固溶处理4小时，固溶处理后样品水淬快速冷却。
(6)热轧处理。采用高温马弗炉对固溶态样品在500℃进行保温处理2小时后进行热轧，变形量为60％，采用多道次轧制，每道次变形量为10％左右，热轧后样品水淬快速冷却。
(7)冷轧处理。室温下对铜合金进行轧制，变形量为50％，采用多道次轧制，每道次变形量为10％左右。
(8)时效处理。采用盐浴炉对冷轧铜合金进行时效处理，时效温度为260℃，时效时间为960分钟，时效处理后样品水淬快速冷却。在时效的过程中，不断取样测试。
(9)退火处理。采用高温马弗炉对铜合金冷轧态样品在500℃进行退火处理2小时，退火处理后样品水淬快速冷却；得到成品。成品的性能见表1。
实施例6
本实施例提供一种导电铜合金材料，由以下质量百分比的合金成分组成：Cu：95％，Cd：3％，Ag：2％，其制作步骤如下：
(1)配料。采用纯度大于99.95％的铜、镉、银为原材料，按化学成分要求配制。
(2)熔炼室和凝固室抽真空。真空度要求在1Pa以下，然后充氩气保护，气压在0.04～0.05MPa。
(3)合金熔炼。合金在真空感应炉内熔化，升温精炼并使其充分合金化，温度控制在1200℃～1250℃，保温1～3分钟，匀速通过漏斗浇入石墨坩埚。
(4)取出合金锭。待凝固室的温度下降到100℃以下，取出合金锭。
(5)固溶处理。采用高温马弗炉对铜合金铸态样品在700℃进行固溶处理4小时，固溶处理后样品水淬快速冷却。
(6)热轧处理。采用高温马弗炉对固溶态样品在700℃进行保温处理2小时后进行热轧，变形量为40％，采用多道次轧制，每道次变形量为10％左右，热轧后样品水淬快速冷却。
(7)冷轧处理。室温下对铜合金进行轧制，变形量为40％，采用多道次轧制，每道次变形量为10％左右。
(8)时效处理。采用盐浴炉对冷轧铜合金进行时效处理，时效温度为260℃，时效时间为960分钟，时效处理后样品水淬快速冷却。在时效的过程中，不断取样测试。
(9)退火处理。采用高温马弗炉对铜合金冷轧态样品在600℃进行退火处理2小时，退火处理后样品水淬快速冷却；得到成品。成品的性能见表1。
本发明实施例1～6的铜合金的硬度和电导率分别如图1和图2所示，合金组织结构如图3至图8所示。本发明设计制备的铜合金具有较高的硬度和优异的导电性能。
表1本发明实施例1～6所得铜合金的硬度和电导率比较
Figure BDA0002693563550000091
Figure BDA0002693563550000101
对比例1
本对比例提供一种导电铜合金材料，由以下质量百分比的合金成分组成：Cu：94％，Cd：3％，Ni：3％，其制作步骤如下：
(1)配料。采用纯度大于99.95％的铜、镉、镍为原材料，按化学成分要求配制。
(2)熔炼室和凝固室抽真空。真空度要求在1Pa以下，然后充氩气保护，气压在0.04～0.05MPa。
(3)合金熔炼。合金在真空感应炉内熔化，升温精炼并使其充分合金化，温度控制在1200℃～1250℃，保温1～3分钟，匀速通过漏斗浇入石墨坩埚。
(4)取出合金锭。待凝固室的温度下降到100℃以下，取出合金锭。
(5)固溶处理。采用高温马弗炉对铜合金铸态样品在600℃进行固溶处理2小时，固溶处理后样品水淬快速冷却。
(6)热轧处理。采用高温马弗炉对固溶态样品在500℃进行保温处理1小时后进行热轧，变形量为60％，采用多道次轧制，每道次变形量为10％左右，热轧后样品水淬快速冷却。
(7)冷轧处理。室温下对铜合金进行轧制，变形量为50％，采用多道次轧制，每道次变形量为10％左右。
(8)时效处理。采用盐浴炉对冷轧铜合金进行时效处理，时效温度为260℃，时效时间为960分钟，时效处理后样品水淬快速冷却。在时效的过程中，不断取样测试。
(9)退火处理。采用高温马弗炉对铜合金冷轧态样品在600℃进行退火处理2小时，退火处理后样品水淬快速冷却；得到成品。成品的性能见表2。
对比例2
本对比例提供一种导电铜合金材料，由以下质量百分比的合金成分组成：Cu：95％，Ag：2％，Ni：3％，其制作步骤如下：
(1)配料。采用纯度大于99.95％的铜、银、镍为原材料，按化学成分要求配制。
(2)熔炼室和凝固室抽真空。真空度要求在1Pa以下，然后充氩气保护，气压在0.04～0.05MPa。
(3)合金熔炼。合金在真空感应炉内熔化，升温精炼并使其充分合金化，温度控制在1200℃～1250℃，保温1～3分钟，匀速通过漏斗浇入石墨坩埚。
(4)取出合金锭。待凝固室的温度下降到100℃以下，取出合金锭。
(5)固溶处理。采用高温马弗炉对铜合金铸态样品在600℃进行固溶处理2小时，固溶处理后样品水淬快速冷却。
(6)热轧处理。采用高温马弗炉对固溶态样品在500℃进行保温处理1小时后进行热轧，变形量为60％，采用多道次轧制，每道次变形量为10％左右，热轧后样品水淬快速冷却。
(7)冷轧处理。室温下对铜合金进行轧制，变形量为50％，采用多道次轧制，每道次变形量为10％左右。
(8)时效处理。采用盐浴炉对冷轧铜合金进行时效处理，时效温度为260℃，时效时间为960分钟，时效处理后样品水淬快速冷却。在时效的过程中，不断取样测试。
(9)退火处理。采用高温马弗炉对铜合金冷轧态样品在600℃进行退火处理2小时，退火处理后样品水淬快速冷却；得到成品。成品的性能见表2。
对比例3
本对比例提供一种导电铜合金材料，由以下质量百分比的合金成分组成：Cu：92％，Cd：3％，Ni：3％，Ag：2％，其制作步骤如下：
(1)配料。采用纯度大于99.95％的铜、镉、镍、银为原材料，按化学成分要求配制。
(2)熔炼室和凝固室抽真空。真空度要求在1Pa以下，然后充氩气保护，气压在0.04～0.05MPa。
(3)合金熔炼。合金在真空感应炉内熔化，升温精炼并使其充分合金化，温度控制在1200℃～1250℃，保温1～3分钟，匀速通过漏斗浇入石墨坩埚。
(4)取出合金锭。待凝固室的温度下降到100℃以下，取出合金锭。
(5)固溶处理。采用高温马弗炉对铜合金铸态样品在600℃进行固溶处理2小时，固溶处理后样品水淬快速冷却。
(6)热轧处理。采用高温马弗炉对固溶态样品在700℃进行保温处理1～2小时后进行热轧，变形量为60％，采用多道次轧制，每道次变形量为10％左右，热轧后样品水淬快速冷却。
(7)冷轧处理。室温下对铜合金进行轧制，变形量为50％，采用多道次轧制，每道次变形量为10％左右。
(8)时效处理。采用盐浴炉对冷轧铜合金进行时效处理，时效温度为260℃，时效时间为960分钟，时效处理后样品水淬快速冷却。在时效的过程中，不断取样测试。
(9)退火处理。采用高温马弗炉对铜合金冷轧态样品在600℃进行退火处理2小时，退火处理后样品水淬快速冷却。成品的性能见表2。
对比例4：
本对比例提供一种导电铜合金材料，由以下质量百分比的合金成分组成：Cu：95％，Cd：3％，Ag：2％，其制作步骤如下：
(1)配料。采用纯度大于99.95％的铜、镉、银为原材料，按化学成分要求配制。
(2)熔炼室和凝固室抽真空。真空度要求在1Pa以下，然后充氩气保护，气压在0.04～0.05MPa。
(3)合金熔炼。合金在真空感应炉内熔化，升温精炼并使其充分合金化，温度控制在1200℃～1250℃，保温1～3分钟，匀速通过漏斗浇入石墨坩埚。
(4)取出合金锭。待凝固室的温度下降到100℃以下，取出合金锭。
(5)固溶处理。采用高温马弗炉对铜合金铸态样品在500℃进行固溶处理4小时，固溶处理后样品水淬快速冷却。
(6)热轧处理。采用高温马弗炉对固溶态样品在900℃进行保温处理2小时后进行热轧，变形量为30％，采用多道次轧制，每道次变形量为10％左右，热轧后样品水淬快速冷却。
(7)冷轧处理。室温下对铜合金进行轧制，变形量为50％，采用多道次轧制，每道次变形量为10％左右。
(8)时效处理。采用盐浴炉对冷轧铜合金进行时效处理，时效温度为260℃，时效时间为960分钟，时效处理后样品水淬快速冷却。
(9)退火处理。采用高温马弗炉对铜合金冷轧态样品在800℃进行退火处理2小时，退火处理后样品水淬快速冷却；得到成品。成品的性能见表2。
本发明对比例1～4中铜合金不同状态下的硬度和电导率如表2所示。
表2本发明对比例1～4所得铜合金的硬度和电导率比较
Figure BDA0002693563550000131
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于本领域的普通技术人员而言，在上述说明的基础上不脱离本发明的原则和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高导铜合金材料；其特征在于：所述高导铜合金材料以质量百分比计；由下述组分组成：
Ag：0~10%；
Cd： 1.5~6%；
Ni：0~10%；
余量为Cu；
高导铜合金材料通过以下步骤制备：
（1）配料
设计组分配取铜源、银源、镍源、镉源，作为原料；
（2）抽真空
将原料置于真空感应熔炼炉内，抽真空，使得熔炼室和凝固室的真空度在1Pa以下，然后充氩气保护，气压在0.04~0.05MPa；
（3）合金熔炼
升温使得原料在真空感应炉内熔化，升温精炼并使其充分合金化，精炼完成后继续保温1~3分钟，然后匀速通过漏斗浇入石墨坩埚；精炼时，控制精炼温度为1200℃~1250℃；
（4）取出合金锭
待凝固室的温度下降到100℃以下，取出合金锭；得到铸态样品；
所得铸态样品经固溶处理；得到固溶态样品；
所得固溶态样品经热轧处理；得到热轧态样品；
所得热轧态样品经冷轧处理；得到冷轧态样品；
所得冷轧态样品经时效处理；得到时效态样品；
所得冷轧态样品经退火处理；得到退火态样品；
所述固溶处理的工艺为：在500℃~700℃对铜合金铸态样品进行固溶处理2~4小时，固溶处理后样品快速冷却；得到固溶态样品；
所述热轧处理的工艺为：在500℃~700℃对固溶态样品进行保温处理1~2小时后进行多道次热轧，所述热轧的总变形量为50%~70%，每道次热轧的变形量为5~15%，热轧处理后样品快速冷却；得到热轧样品；
所述冷轧处理的工艺为：室温下对热轧样品进行多道次轧制，冷轧的总变形量为40~60%，每道次变形量为5~15%；得到冷轧样品；
所述时效处理的工艺为：对冷轧样品进行时效处理，时效处理温度为200~300℃，时效时间为12-16h，时效处理后样品快速冷却；得到时效态样品；
所述退火处理的工艺为：在500℃~700℃对冷轧态样品进行退火处理2~4小时，退火处理后样品快速冷却。
2.根据权利要求1所述的一种高导铜合金材料；其特征在于：以质量百分比计，所述高导铜合金材料中Cu的含量为70~99%。
3.根据权利要求2所述的一种高导铜合金材料；其特征在于：以质量百分比计，所述高导铜合金材料由下述组分组成：Cu 86~95.5%、Cd 3%、Ag 1.5~6%、Ni 0~5%。
4.根据权利要求1所述的一种高导铜合金材料；其特征在于：以质量百分比计，所述高导铜合金材料由下述组分组成：Cu 94~95%、Cd 3%、Ag 2~3%。
5.根据权利要求4所述的一种高导铜合金材料；其特征在于：以质量百分比计，所述高导铜合金材料由下述组分组成：Cu 95%、Cd 3%、Ag 2%。
6.根据权利要求1所述的一种高导铜合金材料，其特征在于：合金所使用的原材料中，铜、银、镍、镉的纯度均大于99.95wt%。
7.根据权利要求1~6任意一项所述的一种高导铜合金材料，其特征在于：所得高导铜合金材料的室温导电率大于等于80%IACS，硬度大于等于140HV。
8.根据权利要求7所述的一种高导铜合金材料，其特征在于：当所得高导铜合金材料中，Cu的含量为95wt%时，冷轧态产品的硬度大于等于145HV、
室温电导率大于等于85%IACS；
当所得高导铜合金材料中，Cu的含量为95wt%时，时效态产品的硬度大于等于143HV、室温电导率大于等于89.5%IACS；
当所得高导铜合金材料中，Cu的含量为95wt%时，退火态产品的硬度大于等于109HV、室温电导率大于等于90%IACS。
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