[发明专利]一种高强高导铜合金带材的制备加工方法

说明书

本发明公开了一种高强高导铜合金带材的制备加工方法，属于金属材料制备加工技术领域。采用控温铸型连铸技术生产表面质量优异、组织致密、具有沿连铸方向取向度高的柱状晶组织的铜合金带坯，取消均匀化退火和固溶处理工序，直接进行反复单道次大变形量冷轧和时效处理，获得力学性能和导电性能优异的高质量高性能铜合金带材。本发明的优点在于，铜合金带材的制备加工工艺流程短，可促进铜合金带材的析出相细小、弥散和多尺度混合均匀分布且更充分析出，减少合金元素在基体中的固溶，获得具有沿长度方向的连续纤维条带状组织且综合性能优异的铜合金带材。

技术领域

本发明属于金属材料制备加工技术领域，具体涉及一种高强高导铜合金带材的制备加工方法。

背景技术

随着电子信息技术等领域的高速腾飞，推动着导电性零部件向低成本、高性能及高可靠性方向发展，这就对导电性零部件(如引线框架或接插件等)用铜合金带材(如Cu-Fe-P、Cu-Ni-Si及Cu-Cr-Zr)提出了更高的要求，不仅希望铜合金带材制备加工工艺流程更短，同时要求其兼具更高的强度和导电性能。

目前铜合金带材的传统制备加工工艺主要有三种：一是“冷型半连续铸坯-均匀化退火-热轧-固溶-铣面-冷轧-时效-冷轧-时效”工艺；二是“冷型上引连铸杆坯-铣面-均匀化退火-连续挤压-固溶-冷轧-时效-冷轧-时效”工艺，三是“冷型连铸带坯-固溶-铣面-冷轧-时效-冷轧-时效”工艺。上述工艺制备的合金铸坯都是等轴晶组织，晶界(特别是横向晶界)较多，对合金的塑性和导电性都具有不利影响。另外，上述工艺在冷轧-时效处理之前均需进行均匀化退火或固溶处理，一方面为了消除铸坯中的枝晶偏析，使成分均匀化；另一方面使得铸造凝固过程中产生的硬质析出相回溶到基体内部，提高铸坯的塑性变形能力并避免后续热轧或冷轧过程中产生较大的残余应力或带材开裂等问题，并为后续时效析出做准备。然而，上述工艺制备的铸坯在进行均匀化退火或固溶处理时仍存在以下问题：(1)冷型铸造时铸坯凝固过程中形成的不连续粗大析出相较多(如Cu-Fe-P合金中的Fe₃P相、Cu-Ni-Si合金中的Ni₃Si相或Cu-Cr-Zr合金中的Cu₅Zr相)，传统的均匀化退火或固溶处理工艺很难将其全部回溶到基体内部，且过高的固溶处理温度和过长的固溶处理时间还可能导致合金出现过烧现象；(2)传统冷型连铸制备的铸坯经过固溶处理之后组织不均匀性难以消除，加工硬化速率仍然较大，冷轧单道次变形量依旧较小(一般单道次变形量不超过50％)，加工道次、中间退火次数还是较多，导致生产成本高，工艺流程长；(3)冷型铸造的铸坯经过固溶处理后通过单道次变形量较小的冷轧变形及后续时效来调控析出行为，时效过程中析出形核驱动力迅速降低，容易造成析出不充分、析出相容易长大及晶界不连续析出相增多、尺寸单一的析出相对位错的钉扎效果仍然较弱等问题，另外固溶处理会使得本已析出的合金元素又过多地再次固溶进入基体中导致基体晶格发生较大畸变，这些都会对合金带材的强度和导电性产生非常不利的影响。传统制备加工工艺存在的上述问题成为了制约高强高导铜合金带材生产的瓶颈问题，亟待改善。

综上所述，针对现有铜合金带材的生产工艺存在合金元素在基体中固溶过多、加工硬化速率大、时效析出不充分、析出相尺寸较单一且弥散分布不够、析出相分布均匀性较差且容易长大、工艺流程长和综合性能低等问题，亟需发展一种可促进析出相细小、多尺度弥散均匀分布且更充分析出，合金元素在基体中固溶度少，具有沿长度方向强取向性组织，工艺流程短及产品综合性能优异的高强高导铜合金带材制备加工方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有铜合金带材生产方法存在合金元素在基体中固溶过多、加工硬化速率大、时效析出不充分、析出相尺寸较单一且弥散分布不够、析出相分布不均匀且容易长大、工艺流程长和产品综合性能难以满足不断提高的使用要求等问题，提供一种高强高导铜合金带材的制备加工方法。

根据本发明的一种高强高导铜合金带材的制备加工方法，其工艺方案如下：