[发明专利]一种铜合金板带的非在线固溶的制备方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种铜合金板带的生产工艺，具体地说是一种高强高导铜合金板带的非在线固溶的制备方法。

背景技术

高强高导铜合金由于具有优良的综合物理性能和力学性能，而广泛应用于电力、电子工业和航空航天等领域。近几十年来，高强高导铜合金一直是国内外学者的研究热点。由于铜合金导电率和强度很难兼顾，即导电率高则强度低，强度高则导电率很难提高。因此，必须采用特殊的强化方式在保证高导电率的前提下尽可能提高其强度。

常用的强化方式有：细晶强化、弥散强化、固溶强化、时效析出强化、形变强化、纤维复合强化。

在高强高导铜合金的制备工艺中，通常采用固溶强化、冷变形强化和时效强化相结合的强化方式：即：铸锭下料→加热变形造→固溶处理→初轧→时效处理→精轧。其基本原理是：低固溶度的合金元素加入铜中，通过固溶处理（高温保温+水淬），合金元素在铜基体中形成过饱和固溶体，此时合金导电率下降，随后进行时效处理，过饱和固溶体分解，大量的合金元素以沉淀相形式析出，弥散分布在铜基体中，此时合金导电率迅速提高，同时由于时效析出相的强化作用，强度也进一步提高，若在时效前进行适当的冷变形，将有利于合金元素的均匀析出。

采用以上传统工艺制备的铜合金具有高强高导特点，适用于大批量高强高导铜合金板带的生产，但针对中小批量高强高导铜合金板带的生产，由于合金经锻造（热轧）后板坯过长，固溶处理需要专门的设备，如大型热处理炉、在线淬火设施等，且生产线中固溶处理和时效工艺需要很好的协调，并要与其他加工工序相适应；设备的大量投入，增加了生产成本，且实施较困难。

发明内容

本发明的目的是在传统制备的基础上，针对中小批量高强高导铜合金板带的生产实际，提出一种非在线固溶的方法，其目的是在无在线固溶处理生产条件下，能够生产高强高导铜合金板带。

为实现上述目的，采用的技术方案是：

铜合金的成分为：

Cr：0.4－1.1wt.%；

Fe ≤0.1%；

Ni ≤0.05%；

余量为Cu。

本发明的制备工艺是：

一、铜合金的热变形：按Cr 0.4－1.1wt.％、Fe ≤0.1%、Ni ≤0.05%，余量为Cu的合金铸锭下料，将坯料加热，温度为850－900℃，热变形至截面尺寸为20mm×20mm的板带；

二、固溶处理：将热变形后的合金，进行热处理，加热温度970－990℃，保温时间为0.5－2h，出炉，出炉后用空气冷却至常温；

三、二次热变形：将固溶处理后的合金，进行加热变形，锻造，加热温度为850－900℃，锻造至截面尺寸为7mm×20mm，锻造后用水冷却至水温；

四、冷轧变形：水冷后，将铜合金冷轧至截面尺寸为3.5mm×20mm的板带；

五、时效处理：冷轧变形后，将铜合金板带进行时效处理，时效温度380－450℃，时效时间2－6h；

六、精轧：时效处理后，将铜合金板带精轧至截面尺寸为：3mm×20mm的板带，制得产品。

本发明的有益效果：

1、制备工艺易于操作、可行、生产成本低，适用于无在线固溶热处理条件下，中小批量高强高导铜合金板带的生产。

2、采用该工艺制备的高强高导铜合金板带的硬度和导电率，关系配合良好。

3、本发明的固溶处理是将传统工艺中的固溶处理提前到锻造过程中进行，一方面合金利用锻造后的余热进行固溶处理，可适当降低生产成本，另一方面，本发明合金固溶处理前的坯料较传统工艺固溶处理前的坯料短而厚，固溶处理易于操作。

4、本发明的二次锻造后，进行水冷，是为保证合金元素Cr更加充分的溶入铜基体，从而有利于后续时效处理合金元素Cr的析出。

具体实施方式

一种高强高导铜合金板带的非在线固溶的制备方法，铜合金的质量成分为：

Cr：0.4－1.1wt.%；

Fe ≤0.1%；

Ni ≤0.05%；

余量为Cu。

制备工艺：

一、铜合金的热变形：按Cr 0.4－1.1wt.％、Fe ≤0.1%、Ni ≤0.05%，余量为Cu的合金铸锭下料，将坯料加热，温度850－900℃，热变形至截面尺寸为20mm×20mm的板带；

二、固溶处理：将热变形后的合金，进行热处理，加热温度970－990℃，保温时间为0.5－2h，出炉，出炉后用空气冷却至常温；