[发明专利]一种基于亚快速凝固的Cu-Cr-Zr合金薄带的制备方法

说明书

一种基于亚快速凝固的Cu‑Cr‑Zr合金薄带的制备方法，包括以下步骤：(1)按设计成分冶炼Cu‑Cr‑Zr合金熔体，成分含Cr 0.5～1.5％，Zr 0.1～0.2％，其余为Cu；(2)浇入中间包，控制过热度为50～100℃，再浇入双辊薄带铸轧机，出辊后水冷；(3)进行多道次冷轧，总压下率85～95％；(4)在350～500℃进行时效处理。由于熔融金属直接就可形成近终形薄带，本发明的方法可省去均匀化退火、热轧等工艺，亚快速凝固提高了Cr在Cu中的固溶度，有效抑制了Cr和Zr的偏析，提高了成材率，成本明显降低，时效后抗拉强度≥567MPa，导电率≥80％IACS，在节能减排、简化工艺和降低生产同时，最终获得综合性能优良的薄带。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种基于亚快速凝固的Cu-Cr-Zr合金薄带的制备方法。

背景技术

随着我国经济的高速发展，制造业对高性能铜合金的需求越来越大，近年来，我国铜消费量和生产量开始稳居世界第一‘但是，我国铜产业依然处于“大而不强”的处境，加强高强导电铜合金研发的目的就是为电力、电器、机械制造等工业部门提供高性能、低成本的导电铜材。

Cu-Cr-Zr系合金属于典型的时效强化型高强高导铜合金，具有高的强度和良好的导电、导热性能，被广泛应用于高强、高导领域，是目前研制出的唯一能满足超大规模集成电路性能要求的引线框架材料；但目前在制备过程中仍有许多问题：主要是传统流程中Cr和Zr在铜中的溶解度较低，最大固溶度分别为0.65％(1076℃)和0.15％(966℃)，固溶或强化效果有限，而且对设备要求较高；时效过程中强化相的种类、大小、形状难以控制，导致即使同种成分也有很大的性能、组织差异；所以，一种可以实现连续化提高凝固效率、便于后续冷轧/挤压加工的铜坯料制备工艺方法就成为大家开发的重要目标。

发明内容

针对传统工艺流程制备Cu-Cr-Zr合金薄带的不足，本发明提供一种基于亚快速凝固的 Cu-Cr-Zr合金薄带的制备方法，利用薄带铸轧技术的亚快速凝固特点和短流程优势，铸轧出 2.0～3.0mm厚的薄带，省去繁琐的均匀化、热轧、固溶等流程，进一步降低成本，提高综合性能。

本发明的方法包括以下步骤：

(1)按设计成分冶炼Cu-Cr-Zr合金熔体，其成分按质量百分比含Cr 0.5～1.5％，Zr 0.1～0.2％，杂质≤0.05％，其余为Cu；

(2)将熔融Cu-Cr-Zr合金熔体通过浇口进入中间包，控制过热度为50～100℃，中间包预热温度1000～1150℃，再通过中间包浇入双辊薄带铸轧机进行连铸，获得厚度1.0～4.0mm 的铸带，铸带出铸辊后立即进行喷水冷却，控制铸带的冷却速度60～80℃/s，冷却至300～350℃时卷取；

(3)铸带经酸洗和表面处理后多道次冷轧，道次压下率为15～20％，总压下率85～95％，获得冷轧薄带；

(4)将冷轧薄带在350～500℃进行时效处理，时间2～4h，获得Cu-Cr-Zr合金薄带。

上述方法中，步骤(2)的连铸过程中控制液位50～70mm，轧辊转速35～45m/min。

上述方法中，对卷取后的铸带取样进行DSC分析；当分析结果显示没有明显吸热过程时，直接进行步骤(3)；当分析结果显示有吸热峰时，在吸收峰所处温度保温进行固溶处理，时间0.5～1h，水淬冷却至常温，再进行步骤(3)。

上述的Cu-Cr-Zr合金薄带的抗拉强度567～688MPa，电导率81.5～87.8％IACS，硬度 225～270HV。