[发明专利]一种激光制造应用于导电横臂的高强高导铜合金材料及其制备工艺

说明书

本发明属于国际专利分类表中的C23C24/10(2006.01)I技术领域，涉及一种激光制造应用于导电横臂的高强高导铜合金材料及其制备工艺。一种激光制造应用于导电横臂的高强高导铜合金粉末材料，该合金粉末材料包括如下组分：A：g3~12%、Ti：1~5%、C：0.1~5%、Al：0.3~6%、W：0.1~2.6%、Mo：2~6%、Zn：1.2~3%，Cu：余量。本发明通过激光方式向高导电的铜合金基体组织中复合添加银合金粉末进而抵消后续添加的合金元素材料对导电性能造成的消极影响；进一步添加了第二相强化粒子碳化钛进行强化铜合金基体自身强度，使导电横臂具有足够的刚度，减少加速度调节时可能产生的振动，使合金粉末获得优越的综合性能，从而实现了合金在具有较高的强度的同时，具有良好的导电性能。

技术领域

本发明属于国际专利分类表中的C23C24/10(2006.01)I技术领域，涉及一种用于导电横臂的高强高导铜合金材料，特别是涉及一种激光制造应用于导电横臂的高强高导铜合金材料及其制备工艺。

背景技术

铜及铜合金是与人类生活有着密切联系的有色金属之一，也是一种广泛应用于全球各行业的基础材料。铜及铜合金之所以应用如此广泛，是由于其所具有的一些其他材料无可比拟的优良特性——其中最值得一提的就是该材料的高强高导特性——高导电铜合金主要应用于电气、电子工业，如导电横臂、集成电路引线框架、电气机车接触导线、电阻焊电极等。本发明涉及到的导电横臂，其设计初衷去除了大量的导电铜管以及其附属的大量的绝缘件等，使维修工作量大量的减少，但对其导电性能极其自身强度则提出了更高的要求。但是纯铜的强度低，为了提高铜的机械性能，一般选择加入其他合金元素形成铜合金。然而，这些传统方法制备的铜合金强度的显著提高，却是以牺牲其导电性能为代价的，且导电性随着合金化程度的提高而降低。所以如何在提高铜合金的强度又同时保障铜合金的导电性能，这是目前亟待解决的问题。

激光表面强化技术始于世纪年代大功率激光器的问世。随着现代科学的进步和工业技术的发展，高功率激光加工设备逐渐得到完善，激光表面强化技术的研究也取得了明显的进步，其应用领域正在不断扩展。由于工业生产和高科技军事设备对材料表面性能的要求越来越高，激光表面强化技术在材料领域的作用也越来越重要，己成为一种具有一定竞争力且用途广泛的高新技术。故而设计一种新的复合型材料，通过激光束扫描后快速凝固，获得与基体冶金结合的致密熔覆层，完全可以达到特定的强化目的。

由于目前针对导电横臂所使用的高强高导铜合金材料的激光熔覆领域上并没有相应的材料，所以经过专门的研发讨论开发，研制出一种通过激光表面技术应用于导电横臂的高强高导铜合金材料是亟待解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种激光制造应用于导电横臂的高强高导铜合金材料及其制备工艺。本发明采用激光熔覆的方法制造导电横臂，并大幅度提高其使用寿命。该高强高导铜合金涂层是通过激光复合工艺方式向铜材料基体中复合添加银合金粉末材料，用以保障合金的导电性能，同时加入适当的碳化钛第二相强化颗粒，用以提高熔覆区域的自身强度，并且通过适当的激光熔覆工艺以及热处理工艺手段，使得碳化钛第二相强化颗粒均匀弥散分布在材料组织内部，这种高强高导铜合金基体强化方式使得该粉末在具有较高的导电性能的同时，又具有良好的自身强度——刚度大，能稳定的承受电极调整的加速度而不发生振动。且由于其基体材料的韧性较好，在适当的激光熔覆工艺下裂纹倾向性极小。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种激光制造应用于导电横臂的高强高导铜合金粉末材料，该合金粉末材料包括如下组分：Ag：3~12%、Ti：1~5%、C：0.1~5%、Al：0.3~6%、W：0.1~2.6%、Mo：2~6%、Zn：1.2~3%，Cu：余量。

所述的用于激光制造应用于导电横臂的高强高导铜合金粉末材料是通过真空熔炼、真空气雾化、筛选等工序制备的，粒度是-100-+270目。