[发明专利]一种折弯性能优异的粉末冶金铜铁合金带材的制备方法

说明书

本发明公开一种折弯性能优异的粉末冶金铜铁合金带材的制备方法，该铜铁合金的质量百分比组成为，Fe：10～50wt％，余量为Cu和不可避免的杂质；其特征在于：包括以下制备步骤：1)配料：按照所需铁粉和铜粉进行配料，其中球形铁粉占总铁粉质量的5～15wt％，余量为片状铁粉；2)球磨混粉：将铁粉和铜粉在球磨机中进行混合；3)粉末加热：将混合均匀的铜铁合金粉末加热，加热温度为300～400℃之间，保温4～6h，加热时采用还原性气体保护。本发明通过引入两种不同形态的铁粉，形成了一种细化组织中均匀分布纤维化铁相组织，相对于纯粹的纤维化组织弯曲性得到改善。

技术领域

本发明属于铜合金技术领域，具体涉及一种折弯性能优异的粉末冶金铜铁合金带材的制备方法。

背景技术

铜铁合金具有铜的导电性、导热性、延展性等特点，又具有铁的高强度、耐磨性以及电磁屏蔽特性，而且具备强力有效的抑菌性能，作为一种新材料，在医疗卫生、电子信息、航天航空等方面有着巨大的应用前景。

由于铜和铁元素的熔点差别巨大，铁含量高于3％以上的熔融态下的铜铁合金溶液会出现不互溶的现象，所以传统熔铸容易出现铁相偏析。尽管目前有一些方法能改善传统熔铸工艺的缺陷，如专利CN110564987A利用1400-1450℃高温熔炼以及添加微量元素铌、钴减少Fe元素在高温熔炼时出现液相分离，另外增加了一些辅助手段如精炼除气搅拌机，对熔体进行搅拌，改善熔体的均匀性，采用半连续铸造+热轧的工艺能制备出Fe含量在5％-6％的铁含量铜铁合金带材。也有专利CN111893342A采用低频电磁搅拌+真空熔炼的方法，采用铁模浇铸的工艺制备高铁含量(Fe含量40％)铜铁合金铸坯，但铁模浇铸的方式只适合小规格样品试制，一旦样品规格大，铁模的冷却速度难以满足要求。

针对Fe含量10％以上的铜铁合金产品，粉末冶金技术受到重点关注，主要是通过雾化制粉，再将铜铁合金粉进行烧结，并配合一系列的后道加工与热处理技术得到所需性能的铜铁合金产品。由于粉末冶金本身固有的缺点，制备的毛坯达不到传统熔铸的致密度，因此对后续的加工工艺要求较高，否则强度和导电率性能偏低。另外坯料致密度不高，最终会导致产品出现各种缺陷，容易折弯开裂，而目前电子行业对于铜合金带材的折弯性能要求越来越高。

另外，Fe含量上升，Fe相这种硬质相增多，尽管会铜铁合金带材强度上升，但一定程度上也降低了铜铁合金折弯性能。

因此，开发出一种折弯性能优异的粉末冶金铜铁合金带材的制备方法尤为关键。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种折弯性能优异的粉末冶金铜铁合金带材的制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种折弯性能优异的粉末冶金铜铁合金带材的制备方法，该铜铁合金的质量百分比组成为，Fe：10～50wt％，余量为Cu和不可避免的杂质；其特征在于：包括以下制备步骤：

1)配料：按照所需铁粉和铜粉进行配料，其中球形铁粉占总铁粉质量的5～15wt％，余量为片状铁粉；

2)球磨混粉：将铁粉和铜粉在球磨机中进行混合；

3)粉末加热：将混合均匀的铜铁合金粉末加热，加热温度为300～400℃之间，保温4～6h，加热时采用还原性气体保护；

4)温压：将加热后的铜铁合金粉末送入模腔中进行压制，模腔压制成型前温度预热至与粉末相同温度，并加入高温润滑剂；

5)烧结：将温压后的毛坯进行烧结，烧结温度控制在950～1100℃，保温10～30min，烧结气氛为还原气氛，还原气氛为氢气和/或一氧化碳；

6)轧制：将温压后的毛坯进行轧制，每道次加工率控制在10～30％，总加工率控制在70～95％之间；

7)热处理：轧制后的带坯进行热处理；

8)重复步骤6)和步骤7)直至获得成品尺寸；