[发明专利]一种铜‑不锈钢双金属复合接触件基体材料的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电连接器领域中一种基体材料制备方法，尤其是涉及一种铜-不锈钢双金属复合接触件基体材料的制造方法。

背景技术

中国电子信息产业规模巨大，对连接器的需求也位居世界前列。对于连接器的重要部件——接触件而言，最重要的性能要求是具有较低的系统电阻率，其主要影响因素有材料的体积电阻和接触界面处的接触电阻。这就要求接触件基体材料在满足导电性能的同时又要有一定的、使界面紧密接触的抗弹性变形能力。接触件采用纯铜材质，虽然导电率较好，但其弹性模量小，接触电阻大，系统电阻值反而大；一些常用的连接器接触件例如铜锌铅合金、黄铜、磷青铜、铜镍合金等铜合金虽然弹性模量相对较大，但其导电率一般大都在50%IACS（20℃）以下，系统电阻并不理想；近年来，美国和德国研制出新一代的高性能铜合金，综合性能相对较好，但供货周期长，价格昂贵。

发明内容

本发明的目的是为解决连接器接触件采用的铜合金，虽然导电率较好，但其弹性模量小的问题，提供一种铜-不锈钢双金属复合接触件基体材料的制造方法。

本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：

一种铜-不锈钢双金属复合接触件基体材料的制造方法，包括如下步骤：

步骤一、取板厚为2~7mm的铜板胚和板厚为1~3mm的不锈钢板胚备用，铜板胚和不锈钢板胚的厚度比为1.5-2.8；

步骤二、取步骤一中确定的铜板胚放置在平整的砂质地基上，然后取高度为3～8mm的铜片支撑物，将铜片支撑物按60~100mm间隔距离均匀摆放在铜板胚的上表面，铜片支撑物与铜板胚接触面积之和不大于铜板胚面积的千分之一；

步骤三、取步骤一中的不锈钢板胚铺设在步骤二中安装后的铜片支撑物上，配设后不锈钢板胚在铜板胚上的投影完全覆盖铜板胚；

步骤四、在步骤三中的不锈钢板胚上表面均匀铺设药厚为20~40mm的炸药层，在炸药层一端端头埋设8#工业雷管并引爆炸药，炸药产生的能量使不锈钢板胚向下加速运动，并与铜板胚高速碰撞，形成牢固结合的双金属复合板胚；

步骤五、对步骤四中双金属复合板胚进行轧制：

对双金属复合板胚进行冷轧，道次加工率为15%~30%；轧制过程中，每当前后若干道次累积加工率大于35~50%时，停止轧制，进行退火处理，退火工艺为：加热温度为650~800℃，保温时间为5 min /mm，空冷；当总厚度轧制到2~2.5mm时，在轧制后的双金属复合板胚一端端头焊接不锈钢牵引板，将焊有不锈钢牵引板的双金属复合板胚继续轧制到最终所需厚度尺寸，切割掉牵引板，采用80目的页轮对不锈钢层和铜层表面进行抛光处理，完成铜-不锈钢双金属复合接触件基体材料的制备。

所述的步骤四中炸药层中的炸药采用以膨化硝铵为主剂并添加食盐的粉状混合炸药，混合比例为膨化硝铵60~80%、食盐20~40%，炸药密度为0.6~0.7 g/cm³，爆速为1900~2200m/s。

所述的步骤五中牵引板的厚度为0.7~0.8mm，牵引板的宽度与轧制后双金属复合板胚中的不锈钢层的宽度差不大于5mm，牵引板的长度尺寸不小于150mm。

本发明的有益效果是：1、不锈钢层的加入，相对于单一材质的铜接触件，提高了强度和弹性模量，同时，对铜和不锈钢厚度比的合理选择，保证了接触件基体材料在具有一定弹性模量的基础上，仍能保持较高的导电率；

2、采用爆炸焊接工艺实现了铜和不锈钢牢固的冶金结合，保证了在后续总加工率大于90%的轧制过程中，结合界面不会剥离；测试表明：轧制后界面接触电阻极小，基本不影响导电率；

3、轧制过程中适时的退火处理以及焊接牵引板等措施，解决了冷轧过程中可能出现的由不锈钢加工硬化带来的脆性问题和由双金属塑性变形差异带来的卷辊问题，保证了轧制过程的顺利进行；

4. 采用本发明所述工艺技术方案，制造的铜-不锈钢双金属复合材料弹性模量不小于140Gpa，导电率不小于67%IACS（20℃），具有较好的综合性能，在航天、汽车等对连接器性能要求较高的领域有一定的应用价值。

附图说明

图1是本发明爆炸焊接的简易布置图。

图2是铜-不锈钢双金属复合板胚示意图。

图3是铜-不锈钢双金属复合板胚焊接牵引板示意图。

图示标记： 1、砂质地基，2、铜板胚，3、铜片支撑物，4、不锈钢板胚，5、炸药，6、雷管，H、炸药厚度，S、双金属间距；7、不锈钢层；8、铜层；9、焊缝；10、牵引板。