[发明专利]一种用于5G基站电源连接器的铜合金材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于5G基站电源连接器的铜合金材料及其制备方法。该铜合金材料由以下组分组成：0.80~1.30wt%的Cr、0.10~0.25wt%的Zr、0.05~0.15wt%的Si、0.01~0.05wt%的V，其余为Cu。其制备方法包括合金熔铸、均匀化处理、热轧制、固溶处理、室温轧制、变温时效处理、恒温时效处理等步骤。本发明所制得的铜合金材料具有良好的硬度、强度、抗软化性和导电率等综合性能，可广泛应用于电子电气工业，特别是用于制作5G基站电源连接器。

技术领域

本发明属于铜合金材料技术领域，具体涉及一种用于5G基站电源连接器的铜合金材料及其制备方法。

背景技术

铜及铜合金因其良好的导电性能、导热性能和力学性能被广泛应用于电子电气、航天航空和国防军工等领域，对科技和社会经济的发展提供重要支撑。纯铜的导电性能仅次于银，但其强度很低（工业纯铜的抗拉强度仅为230MPa左右），不能完全满足工业发展的需求，应用领域有限。对于铜合金而言，导电性能和力学性能的提升具有矛盾性，往往会以牺牲导电率为代价来提高铜合金的强度等力学性能。因此，如何有效解决该矛盾成为研究开发高强高导铜合金的关键。当前，常用的方法是在尽量保持较高导电性的前提下，通过合金化以及改变加工工艺等方法来提高铜合金的强度。

典型的高强高导铜合金材料包括Cu-Fe-P、Cu-Ni-Sn、Cu-Cr-Zr等系列合金。Cu-Fe-P合金具有良好的导电性，但是抗拉强度较低，例如，中国专利《一种铜铁磷锌锡合金箔材及其生产工艺》（专利号：202010199551.0）中制备的Cu-Fe-P-Zn-Sn合金的导电率≥65%IACS，抗拉强度仅为500MPa。Cu-Ni-Sn合金是一种典型的调幅分解强化型铜合金，具有高硬度和高强度等优良性能，但是其导电率仅为10%IACS左右，无法满足大电流的工作环境。例如，中国专利《一种5G通讯用Cu-Ni-Sn合金带箔材及其制备方法》（专利号：201911225058.5）中制备的Cu-Ni-Sn合金的硬度为160~220HV，抗拉强度为480~700MPa，导电率仅≥12%IACS。Cu-Cr-Zr合金具有优良的综合性能，其导电率≥70%IACS，抗拉强度≥550MPa，且具有一定的抗软化性和耐磨损性。但Cu-Cr-Zr合金在保持较高导电率≥80%IACS的同时，其抗拉强度小于600MPa。例如，马健凯等《高强高导Cu-Cr-Zr合金的微观组织与性能》，材料导报，2015，29（22），96-100，制备的Cu-Cr-Zr合金导电率为82.5%IACS，抗拉强度仅为550MPa。

5G通信对基站电源提出了更高的要求，主要包括：更大的输出功率、更高的电源转换效率、更高的功率密度、更小的物理尺寸、自然散热（无强制风冷或无水冷）、高可靠性等。针对上述要求，电源连接器所用材料需具有更高的导电率以适应大电流工作，更高的强度和硬度以提供可靠的接触维持力，以及更高的抗软化性能以适应更高的工作温度和散热困难的环境。本发明通过在Cu-Cr-Zr三元合金的基础上通过成分改进和工艺创新，在保持铜合金高导电率的同时进一步提高其强度和抗软化性能，满足5G基站电源连接器的性能需求，具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于5G基站电源连接器的铜合金材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种铜合金材料，按质量百分比之和为100%计，其所含各组分为：0.80~1.30wt%的Cr、0.10~0.25wt%的Zr、0.05~0.15wt%的Si、0.01~0.05wt%的V，其余为Cu。

进一步的，Cr+Zr的质量百分比之和为1.00~1.55wt%，且Si+V的质量百分比之和为0.06~0.18wt%。

所述铜合金材料的制备方法，包括以下步骤：