[发明专利]配合Cu－Ag合金冷拉拔加工的固溶及时效处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铜基合金制备技术，尤其是涉及一种配合Cu-Ag合金拉拔变形加工的固溶及时效处理方法。

背景技术

科学技术的进步对导体材料性能的要求越来越高，常规导体材料已经不能胜任越来越苛刻的工作条件，必须开发具有更高强度同时兼有良好导电性能的导体材料以满足需要。

通常提高材料强度的方法往往以损失电导率为代价。因此，使材料强度得到改善的同时仍然保持高电导率或仅少量牺牲电导率是目前研制新型导体材料的焦点。在Cu基体中加入互不相溶的合金元素并通过强烈应变来制备纤维相复合强化铜合金，被认为是最有发展前途的高强高导材料制备方法之一。采用这种方法目前已研制出具有优良性能的导体板材和线材，其中以纤维相复合强化Cu-Ag合金具有最佳的强度和电导率匹配。

决定Cu-Ag合金性能的主要因素之一是合金中纤维复合相分布状态与数量。纤维复合相主要通过铸态组织的强应变原位形成。除合金成分外，合金制备过程中各工艺环节的有机匹配对最终组织具有决定性作用，尤其是热处理与强应变的配合是影响初始组织及复合纤维分布状态与数量的重要因素。

发明专利ZL0410016688.9公开了一种控制复相纤维强化铜银合金性能匹配的热处理工艺，通过均匀化处理、拉拔变形及中间热处理制备了Cu-12％Ag合金线材，在20～600℃范围内进行最终热处理可控制材料强度在1040～220MPa范围变化，电导率在73％～93％IACS范围内变化。美国发明专利US6800151公开了一种控制Cu-Ag合金性能匹配的热处理工艺，给定了控制Cu-(6～44)％Ag合金强度和电导率的变形程度、退火温度和退火时间。以上技术仅针对了控制材料最终性能的方法，未涉及对原始组织优化的热处理技术及其与随后应变过程的配合。

美国发明专利US5391242及US5322574公开了具有高强高导特性的Cu-(6～24)％Ag合金板材和线材加工技术，通过熔炼、铸造、冷轧或冷拉拔配合中间热处理获得了双相纤维组织。美国发明专利US5534087公开了具有高强高导特性的Cu-(16～30)％Ag合金线材加工技术，通过连续铸造、快速冷却、冷拉拔和中间热处理使合金达到了强度为700MPa和电导率为75％IACS的综合性能。发明专利ZL02110785.8及ZL02110630.4公开了两种复相纤维强化Cu-Ag合金及其制备工艺，采用特定的熔炼、冷拉拔及中间热处理技术，使合金达到了800～1150MPa的强度和60％～80％IACS的电导率。发明专利ZL200510048639.8公开了一种原位纳米纤维增强的Cu-Ag-RE合金及其制备技术。利用微量稀土添加剂细化了合金原始组织，通过多次中间热处理和深度变形加工使合金具有高强度和高电导率。以上专利主要通过强烈拉拔变形配合多次中间热处理来实现材料的高强度和良好电导率，未涉及对原始组织形态和性能进行热处理先期优化，工艺限制性强，并且多次中间热处理也破坏了拉拔过程的连续性，降低了生产效率，增加了加工成本。

在一些学术刊物中也涉及了纤维相复合强化Cu-Ag合金的热处理技术。Hong等(Acta Materials，1998，46：4111；Materials Science and Engineering，1999，A264：151)公布了Cu-24％Ag合金性能随最终热处理温度的关系，可以控制强度和电导率的匹配。Zhang等(Materials Letters，2004，58：3888)提出了退火温度与Cu-12％Ag合金力学和电学性能的关系，表明了纤维组织在热处理过程中的形态变化。Liu等(Materials Science and Engineering，2006，A418：320)提出了不同退火温度下等温时间对Cu-Ag合金组织性能的影响，阐明了保温时间的作用规律。然而，这些成果仅涉及控制变形量、中间热处理及最终退火等方法调整合金性能，而未进一步提出原始组织热处理与变形加工配合改善和控制性能的加工技术。