專利名稱：新型接插件復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種以銅為基材的鋁、鈷合金，屬作為彈性元件及導(dǎo)電彈性接插件用的復(fù)合材料及其制備方法。
一般電子儀器，儀表及各類繼電器所用的高性能彈性元件，或?qū)щ姀椥越硬寮疾捎免斍嚆~系材料，主要因其具有良好的導(dǎo)電性，彈性及一定的使用壽命等優(yōu)點?？墒?，該類原材料，特別是鈹，價格較昂貴，又含有毒性，制備工藝較復(fù)雜，故對其合成，日常使用及操作等都頗為不便。為此，有些發(fā)達國家，曾采用以銅為基材，結(jié)合其它一些元素(如Al，Cr，Ni，Ti等)組成合金，已部分取代了鈹青銅產(chǎn)品。但這類導(dǎo)電彈性材料，還存在若干不合國情的原材料問題及一些較高的性能指標(biāo)等問題，而特別不適合作繼電器用的接插元件材料。部分影響了我國電子，儀器儀表工業(yè)的彈性元件及接插件材料的發(fā)展。
本發(fā)明目的旨在研制出一種克服上述諸種技術(shù)弊端的，新型的可作彈性元件或?qū)щ姀椥越硬寮膶嵱貌牧稀?br> 為實現(xiàn)此宗旨，在充分研究了Cu-Al-Co合金相圖的基礎(chǔ)上，在組成適宜的Cu-Al-Co合金中，加入若干微量元素調(diào)節(jié)該合金或?qū)щ姀椥孕阅埽掷贸恋韽娀托巫儚娀木C合強化機制增強合金強度，以期試制出不含鈹?shù)?，又不同于其它銅基合金的，新型的彈性元件或其它具備彈性特征的接插件的復(fù)合材料。
本發(fā)明材料制備以銅為基材(下簡稱為基)，與具有一定重量百分比(wt%表示)的Al，Co等，其中Al為1-7wt%，Co為0.5-5wt%混合成原材料，然后再加入適量的Si為0.05-0.3wt%，Mg為0.1-0.5wt%及以Ce及La為主體(占總體稀土重量百分比80-90%)的混合稀土0.05-0.2wt%進行熔煉。方法是取公斤級上述合金成份的原料，在真空感應(yīng)爐中合成，熔化成鑄錠，該鑄錠經(jīng)銑面和刨光邊后，加熱至850℃或更高些溫度，保溫1小時左右，進行熱軋成一定厚度的板材，再于冷軋機上按需軋成不同厚度的板材，薄板材厚度一般可達0.3-0.4毫米;寬度和長度視情而定。為了得到一定硬度的合金材料，還應(yīng)重復(fù)進行固溶化處理，溫度850-950℃，保溫時間為30分鐘，目的為兼容其沉淀強化與形變強化的綜合機制，而后用水淬火。在冷軋予形變約50%后再進行350-450℃時效溫度與120分鐘左右的時效時間處理。合金板材的測試結(jié)果說明，從彈性模量，導(dǎo)電率，疲勞強度，維氏硬度，抗拉強度等指標(biāo)都能符合有關(guān)電子，儀器儀表等所有的彈性元件的需要，屬一種新型的導(dǎo)電彈性接插件復(fù)合材料。為保證其制成的接插件有較強的抗高濕環(huán)境的性能，還進行了成品薄板的鍍銀工藝，尤以硫代硫酸鈉為絡(luò)合劑進行的鍍銀工藝，取得良好的高濕環(huán)境的忍受度。
Cu-Al-Co的導(dǎo)電，彈性合金材料，與現(xiàn)有的技術(shù)相比，尤如常用的鈹青銅彈性材料相比，具有工藝比較簡單，原材料較豐富，價格較便宜且元素，而導(dǎo)電，彈性性能又甚佳等優(yōu)點。
為了便于了解本發(fā)明具體制備，以實施例結(jié)合制備工藝流程圖進行說明。
實施例

圖1為工藝流程圖，稱取總重為約3公斤銅，鈷，鋁三種材料，其中鋁與鈷的重量百分比依次為1-7wt%，0.5-5wt%。而后再稱入Si為0.05-0.3wt%，Mg為0.1-0.5wt%及以Ce與La為主體的(占該稀土總體量之80-90%)混合稀土0.05-0.2wt%，余為銅構(gòu)成原材料1，然后放入真空下的中頻感應(yīng)爐進行合金化，熔煉溫度約為1500℃，均勻化后可澆制成14×120×200毫米3的長方體的錠條坯料2，將2錠條經(jīng)固溶化處理3，其處理溫度控制在850-950℃，時間約30分鐘。水冷淬火，材料經(jīng)表面去皮刨邊后，冷軋開坯。進一步將材料退火處理4，退火溫度控制在750-850℃，時間約4小時。在多道冷軋或預(yù)形變后，在850-950℃下再作固溶處理5，時間約30分鐘。又冷軋至其形變量為約50%時，得到尺寸110×0.3-0.4毫米2的薄板材料6，6薄板經(jīng)過在350-450℃下的2小時左右的時效處理7，可以得到性能符合要求的基體合金8。基體8經(jīng)切條，成了合符要求的，在繼電器上使用的，尺寸視情而定的彈性接插件復(fù)合材料成品10。在步驟8之后，可插入檢測其若干性能特性的工序9，驗證成品合格率。本實施例制成品基體合金8其物性如下σb＝870.2WPa(強度極限)，Hv＝2620.4MPa(維氏硬度)，E＝129.4GPa(彈性模量)，ρ＝0.087μΩ·m(電阻率)，σ-1＝239MPa(105循環(huán)以上，疲勞強度)，導(dǎo)電率＝19.8%“IACS”(國際退火銅標(biāo)準)
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于電子，儀器儀表等產(chǎn)品上，作彈性元件或?qū)щ姀椥越硬寮膹?fù)合材料及其制備方法，它包括以銅為基材，鋁、鈷等金屬構(gòu)成的合金，本發(fā)明的特征是該合金以重量百分比計，鋁含量為1-7%，Co為0.5-5%，還含Si，Mg及混合稀土等微量元素，合金化后需固溶化及時效工藝處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的接插件復(fù)合材料及其制備方法，其特征是加入微量元素以重量百分比計，Si為0.05-0.3%，Mg為0.1-0.5%及混合稀土0.05-0.2%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2的接插件復(fù)合材料及其制備方法，其特征是混合稀土以Ce及La為主體，含量以重量百分比計不小于混合稀土總體重量的80-90%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，2，3的接插件復(fù)合材料及其制備方法，其特征是具有材料固溶化處理工藝3與5，其溫度范圍850-950℃，時間30分鐘，具有時效處理工藝7，其溫度為350-450℃，時間為120分鐘。
全文摘要
本發(fā)明介紹了一種新型彈性元件或接插件用的復(fù)合材料及其制備方法。解決了其它材料如鈹青銅等合金，制備工藝復(fù)雜，價格昂貴，鈹有毒性等問題。該產(chǎn)品以銅為基材，與一定比例的鋁、鈷等金屬混合，另加入硅、鎂與混合稀土等微量元素，均勻地合金化，經(jīng)適當(dāng)?shù)墓倘芑皶r效工藝處理，可制成具有良好導(dǎo)電性及彈性特點的，可作電子，儀器儀表，繼電器接插件所需的各類彈性元件或?qū)щ姀椥越硬寮膬?yōu)質(zhì)材料。
文檔編號C22C9/01GK1082619SQ9210852
公開日1994年2月23日 申請日期1992年8月7日 優(yōu)先權(quán)日1992年8月7日
發(fā)明者畢清華, 謝榮乾, 高仁輝, 許名裕 申請人:上?？茖W(xué)技術(shù)大學(xué)