[发明专利]一种高强高导铜银合金材料及其制备方法

说明书

本发明涉及金属材料技术领域，尤其涉及高强高导铜银合金材料及其制备方法。本发明的目的在于提供一种高强高导铜银合金材料及其制备方法，其中高强高导铜银合金材料的制备方法，包括：步骤S1：将铜粉和银粉在球磨罐中球磨成纳米粉体，其中，银粉的含量大于0小于等于1wt.％，其余为铜粉；步骤S2：将所述纳米粉体压制成型，得到坯体；步骤S3：将所述坯体在350～550℃条件下进行烧结0～3min，得到铜银合金材料。本发明通过添加较少的银粉实现成型铜银合金材料的高电导率，通过较低的烧结温度控制烧结过程中晶粒的生长，从而使铜银合金材料保持较高强度，并且该铜银合金材料的制备工艺简单，无熔炼过程，节能环保，性能优异。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，尤其涉及一种高强高导铜银合金材料及其制备方法。

背景技术

铜及铜合金具有优异的导电性、导热性、抗腐蚀性能等特点，被广泛应用在海洋船舶、电子电器、航天航空、机械制造、冶金和国防军工等领域。但对一般铜合金而言，强度和导电性两者不可兼得，是一对矛盾的属性。而市场却迫切需要高强度高导电的铜材，其主要应用于高速列车接触线、集成电路引线框架材料、高脉冲磁体线圈以及电触头材料领域，是一种强度和导电率结合较好的结构功能材料。然而通常随强度的增加，材料的导电率会急剧下降，如何在增强材料强度的同时保持较高的导电率是高强高导铜合金研究的关键。已有的研究主要选择在Cu基体中添加固溶度较小的过渡族元素，如Nb、Cr、Fe等体心立方金属和Ag等面心立方金属元素。比较而言，Cu-Ag合金具有以下优点：(1)Cu、Ag两相具有相同的晶体结构，变形加工过程中，基体与强化相发生协调变形，因此Cu-Ag复合材料的加工硬化率较快；(2)Cu-Ag合金熔点低，容易熔炼，微观组织容易控制；(3)Ag的导电性比铜的还要高，更有利于获得高导电铜合金。因此研发铜银合金有望获得同时具有高强度和高电导率的铜合金材料。

目前常规的强化方法主要有合金化法和第二相强化两种方法。合金化法是在铜合金基体中添加一定的合金元素，形成固溶体，再通过机械加工或热处理的方法使其组织和结构发生变化，从而获得既具有优良力学性能，也保持其原有导电、导热等优良特性的铜合金。其强化手段主要包括固溶强化、时效强化、细晶强化、形变强化等。第二相强化是引入第二相颗粒、晶须或纤维对铜基体进行强化，如Al₂O₃，Y₂O₃等。在实际生产中，常采用多种强化方式结合的方法才能在保证电导率的前提下尽可能的提高其强度。

传统的合金化法制备的铜合金材料在保证材料导电性能的前提下,合金的力学性能提高有限，而添加过多的合金材料的强度得到提高，而导电率急速下降，很难制备同时具有高强度和高导电的铜合金。通过第二相复合材料法制备的铜合金，一般情况第二相粒子越小，对金属或合金的强化效果越好，但传统方法向金属液中添加纳米级颗粒的工艺复杂，生产过程控制要求很高，难以实现纳米颗粒的均匀分布。而三维纳米结构铜及铜合金块材的制备十分困难。一方面，制备纳米粉体制备困难，价格昂贵，并且极易氧化，不利于运输保存。另一方面，纳米粉体在烧结过程中晶粒会迅速长大，晶粒尺寸极难控制。针对现有不足之处，需开发一种高强度、高导电的铜银合金材料。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高强高导铜银合金材料及其制备方法，该铜银合金具有高强度和高导电性。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

本发明提供一种高强高导铜银合金材料的制备方法，包括：步骤S1：将铜粉和银粉在球磨罐中球磨成纳米粉体，其中，银粉的含量大于0小于等于1wt.％，其余为铜粉；步骤S2：将所述纳米粉体压制成型，得到坯体；步骤S3：将所述坯体在350～550℃条件下进行烧结0～3min，得到铜银合金材料。

在一个具体实施例中，在所述步骤S3中，烧结温度430～440℃。

在一个具体实施例中，在所述步骤S3中，烧结时间为1min。