CN1172320C - 复相纤维强化铜－银－铬导电材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
复相纤维强化铜-银-铬导电材料的制备方法。材料成分的重量百分比Ag为6%～10%、Cr为0.5%～1.5%，其余为Cu。先将Cu、Cr置于真空感应炉中，在低于0.1Pa大气压下熔化，在1100～1200℃下静置除气后向炉内充Ar至40～50kPa，再加入Ag并熔化，经电磁搅拌均匀浇注成特定直径的棒状铸坯。坯料经680～720℃/4小时均匀化处理后冷拉拔，在变形程度η＝1.2～1.4、1.9～2.0及2.6～2.8时分别进行390～420℃/1小时、370～390℃/1小时及350～370℃/1小时退火。本发明的有益效果：昂贵元素Ag的用量较低，可显著降低材料成本；熔注坯料可直接冷变形，中间热处理由常规的5次减少到3次；在降低贵金属消耗量及简化工艺的条件下，其强度与导电性可达到含24%～25%Ag的合金水平。
Description
技术领域
本发明涉及一种铜基合金。
背景技术
科学技术的进步对导电材料性能的要求越来越高。例如，高科技领域中强磁场技术应用的导体线圈及大规模集成电路的引线框架，要求能够承受极高载荷的同时仍具有良好的导电性。在这种苛刻工作条件下，常规导体材料已不能胜任，必须要求有更高强度同时兼有良好导电性能的导体材料来满足此类科学
技术领域的发展需要。
导体材料的强度与导电性一般呈反函数关系，即提高强度的措施往往以大幅度降低导电性为代价。因此，努力使材料保持高导电性(或略牺牲导电性)而同时能够显著地改善强度，是目前研制新型导体材料的焦点。
通过在Cu基体中加入互不相溶的合金元素，并通过强烈应变方法制备的复合纤维相强化铜合金，目前被认为是最有发展前途的高强高导材料。在这类材料中，新型的铜-银合金具有最佳的强度与导电性匹配关系，因而已在国内外受到足够重视，目前已在实验室阶段研制出较之常规材料有更为优良性能的导体线材。然而，仍存在许多问题需要进一步解决。例如，若要达到高强度高导电性能的良好匹配，合金中需要添加的Ag含量较高，在较大程度上消耗了贵金属资源，大幅度地增加了材料成本；形成原位纤维复合强化的加工工艺比较复杂，工序多并且相互影响因素不明朗，生产中不易控制；为达到一定应变量以保证预应变量，使得坯料初始截面积较大，增大了变形加工过程的困难等。因而，有必要针对这些问题研制更新型的合金，以弥补上述不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种Ag含量较低、制备工艺相对简化、成本较低并仍具有高强高导特性的复相纤维强化铜-银-铬导电材料的制备方法。
本发明所制备的复相纤维强化铜-银-铬导电材料，各组分的重量百分比如下：Ag 6％～10％，Cr 0.5％～1.5％，Cu其余。将上述配比的原材料Ag、Cu、Cr酸洗并充分清洗后烘干，先将Cu、Cr置于真空感应炉中，在低于0.1Pa大气压下熔化，在1100～1200℃下静置除气后向炉内充Ar至40～50kPa，再加入Ag并熔化，经电磁搅拌均匀并静置2～3分钟后浇注成特定直径的棒状铸坯。坯料经680～720℃/4小时均匀化处理后冷拉拔，在变形程度η＝1.2～1.4、1.9～2.0及2.6～2.8时分别进行390～420℃/1小时、370～390℃/1小时及350～370℃/1小时退火。
在本合金中，Ag含量仅为6％～10％，另添加0.5％～1.5％Cr，一般不需要热预应变，仅需要采用3次中间热处理，经一定变形量的室温拉拔加工即可制成直径为0.6～2.0mm等各种规格的线材。另外，本合金也可通过冷轧及中间热处理而制成薄板。
本发明具有的有益效果：
1)昂贵元素Ag的用量较低，可显著降低材料成本，利于推广；
2)熔注坯料可直接冷变形，无需事先的热加工预变形开坯，中间热处理由常规的5次减少到3次，加工工艺过程相对简化；
3)在有效地降低贵金属消耗量及简化加工工艺的条件下，其强度与导电性可达到含24％～25％Ag的合金水平，具体参考数据见表1。
表1有关合金在确定导电性能条件下的强度极限(MPa)
| 公布资料出处 | 成分(重量％) | 相对电导率(％IACS) | |||||
| Ag | Cr | Cu | 60 | 70 | 75 | 80 | |
| 学术论文(美国) | 24～25 | - | 其余 | 1350 | 1200 | 960～1000 | 800～900 |
| 学术论文(德国) | 3 | 10 | 其余 | 710 | - | - | - |
| 国内(本实验室) | 24 | - | 其余 | - | - | 1050 | 750 |
| 本发明合金 | 6～10 | 0.5～1.5 | 其余 | 1150～1300 | 920～1050 | 850～1000 | 800～850 |
具体实施方式
实施例1：
将重量百分比纯度分别为99.95％，99.90％及99.90％的Ag、电解Cu、Cr按重量百分比分别为6％Ag、0.5％Cr，其余为Cu的比例配料，酸洗并充分清洗后烘干，先将电解Cu及纯Cr置于真空感应炉中，在低于0.1Pa大气压下熔化，在1100～1200℃下静置除气后向炉内充Ar至40～50kPa再加入纯Ag并熔化，经电磁搅拌均匀并静置后2～3分钟浇注成特定直径的棒状铸坯。锭模采用冷却条件好的铸铁模、铜模或水冷模。
坯料经720℃/4小时均匀化处理，表面车削去除缺陷后采用如下步骤进行变形加工：七道次冷拉拔至变形程度η＝1.4→390℃/1小时退火→五道次冷拉拔至η＝2.0→370℃/1小时退火→五道次冷拉拔至η＝2.8→350℃/1小时退火→20道次冷拉拔至η＝6.0～8.0。
实施例2：
将重量百分比纯度分别为99.95％，99.90％及99.90％的Ag、电解Cu、Cr按重量百分比分别为10％Ag、1.5％Cr，其余为Cu的比例配料，酸洗并充分清洗后烘干，先将电解Cu及纯Cr置于真空感应炉中，在低于0.1Pa大气压下熔化，在1100～1200℃下静置除气后向炉内充Ar至40～50kPa再加入纯Ag并熔化，经电磁搅拌均匀并静置2～3分钟后浇注成特定直径的棒状铸坯。锭模采用冷却条件好的铸铁模、铜模或水冷模。
坯料经680℃/4小时均匀化处理，表面车削去除缺陷后采用如下步骤进行变形加工：七道次冷拉拔至变形程度η＝1.2→420℃/1小时退火→五道次冷拉拔至η＝1.9→390℃/1小时退火→五道次冷拉拔至η＝2.6→370℃/1小时退火→20道次冷拉拔至η＝6.0～8.0。
用上述方法获得了本发明提出的合金线材。根据坯料原始直径和η之间的合理匹配，可得到不同规格的线材。
Claims (1)
1.复相纤维强化铜-银-铬导电材料的制备方法，所制备材料各组分的重量百分比如下：Ag 6％～10％，Cr 0.5％～1.5％，Cu其余；其特征在于：将上述配比的原材料Ag、Cu、Cr酸洗并充分清洗后烘干，先将Cu、Cr置于真空感应炉中，在低于0.1Pa大气压下熔化，在1100～1200℃下静置除气后向炉内充Ar至40～50kPa，再加入Ag并熔化，经电磁搅拌均匀并静置2～3分钟后浇注成特定直径的棒状铸坯，坯料经680～720℃/4小时均匀化处理后冷拉拔，在变形程度η＝1.2～1.4、1.9～2.0及2.6～2.8时分别进行390～420℃/1小时、370～390℃/1小时及350～370℃/1小时退火。
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