一種銅材表面處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種銅材表面強(qiáng)化處理方法，屬于金屬材料加工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)的進(jìn)步，銅已經(jīng)在生產(chǎn)和生活中得到了應(yīng)用，但是往往銅的強(qiáng)度和硬度都很低，使得其應(yīng)用上有很多局限性；研究發(fā)現(xiàn)，加入其他合金元素固溶強(qiáng)化或第二相強(qiáng)化后，導(dǎo)電性會(huì)大幅降低，也難以達(dá)到使用的要求，影響其在電子行業(yè)的實(shí)用。而通過(guò)表面改性的方法(如化學(xué)鍍、電子束、激光束、氣相沉積、熱噴涂等)改善其性能的工藝比較復(fù)雜，對(duì)設(shè)備的要求較高，能耗比較大成本較高，并且很難大幅提高純銅的表面強(qiáng)度和硬度。近年來(lái)人們發(fā)現(xiàn)銅鈮合金將熔點(diǎn)及強(qiáng)度高的鈮與高導(dǎo)電導(dǎo)熱性的銅復(fù)合，具有優(yōu)良的特殊性能的材料。但由于銅鈮屬于難混溶體系常規(guī)的熔鑄工藝難以制備均質(zhì)化的銅鈮復(fù)合材料。現(xiàn)有復(fù)合技術(shù)有:形變復(fù)合法、機(jī)械合金化法及物理氣相沉積法，但他們制備出來(lái)的都是具有纖維流向的復(fù)合材料，其界面也不一定融合很好而且工藝及其復(fù)雜成本很高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種工序簡(jiǎn)潔、成本低廉、經(jīng)表面處理后表面性能得到很好強(qiáng)化的銅材表面處理方法。
[0004]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
一種銅材表面處理方法，其特征在于，具體依次包括如下步驟:
(1)選取銅材，所述銅材的純度彡99.97%，其板厚為2~5mm ；
(2)將銅材于500~600°C的溫度下退火3小時(shí)；
(3)在銅材表面通過(guò)高能離子注入的方法將鈮滲到基體的表面，所述使用的鈮的純度彡 99.95% ；
(4)在真空環(huán)境下使用表面納米化試驗(yàn)機(jī)對(duì)銅板進(jìn)行撞擊變形處理10~20min，處理溫度為室溫，最終制得表面處理后的銅材。
[0005]作為優(yōu)選，步驟(4)中所述撞擊變形處理過(guò)程中表面納米化試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)頻率為30HZ，鋼球?yàn)?50顆。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明所述方法融合了退火工藝和高能離子注入的方法，將鈮滲到銅材表面，該方法制得的銅材的表面強(qiáng)化度高，導(dǎo)電性強(qiáng)，而且過(guò)程簡(jiǎn)潔易于控制，設(shè)備投入少，易于維護(hù)，成本低廉，值得推廣。
【具體實(shí)施方式】
[0007]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于所述內(nèi)容。
[0008]一種銅材表面處理方法，具體依次包括如下步驟:
(I)選取純度為99.99%、板厚為Imm的銅板； (2)將銅板在550°C溫度下進(jìn)行3小時(shí)的常規(guī)退火處理；
(3)在銅材表面通過(guò)高能離子注入的方法將鈮滲到基體的表面，所述使用的鈮的純度彡99.95% ;所述高能離子注入方法的參數(shù):真空度為0.5 X 10-4，能量lOOkeV，注入計(jì)量3X10-17 1ns/cm2 ；
(4)在室溫下，真空環(huán)境下設(shè)置表面納米化試驗(yàn)機(jī)的參數(shù)為頻率為30Hz，150顆鋼球分別對(duì)銅板兩個(gè)表面進(jìn)行15分鐘撞擊變形處理，從而最終制得的高強(qiáng)度高導(dǎo)電性表面滲鈮銅材。
[0009]制備的表面滲鈮銅材料表面具有極高的強(qiáng)度和硬度，表面顯微硬度可達(dá)1.5Gpa，總屈服強(qiáng)度可達(dá)220Mpa，導(dǎo)電性和純銅接近，室溫電阻率1.79 X 10-8 Ω.m。
[0010]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種銅材表面處理方法，其特征在于，具體依次包括如下步驟: (1)選取銅材，所述銅材的純度彡99.97%，其板厚為2?5mm ; (2)將銅材于500?600°C的溫度下退火3小時(shí)； (3)在銅材表面通過(guò)高能離子注入的方法將鈮滲到基體的表面，所述使用的鈮的純度彡 99.95% ； (4)在真空環(huán)境下使用表面納米化試驗(yàn)機(jī)對(duì)銅板進(jìn)行撞擊變形處理10?20min，處理溫度為室溫，最終制得表面處理后的銅材。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述銅材表面處理方法，其特征在于:步驟(4)中所述撞擊變形處理過(guò)程中表面納米化試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)頻率為30HZ，鋼球?yàn)?50顆。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種銅材表面處理方法。所述方法具體依次包括如下步驟：(1)選取銅材，所述銅材的純度≥99.97％，其板厚為2～5mm；(2)將銅材于500～600℃的溫度下退火3小時(shí)；(3)在銅材表面通過(guò)高能離子注入的方法將鈮滲到基體的表面，所述使用的鈮的純度≥99.95％；(4)在真空環(huán)境下使用表面納米化試驗(yàn)機(jī)對(duì)銅板進(jìn)行撞擊變形處理10～20min,處理溫度為室溫,最終制得表面處理后的銅材。本發(fā)明所述方法融合了退火工藝和高能離子注入的方法，將鈮滲到銅材表面，該方法制得的銅材的表面強(qiáng)化度高，導(dǎo)電性強(qiáng)，而且過(guò)程簡(jiǎn)潔易于控制，設(shè)備投入少，易于維護(hù)，成本低廉，值得推廣。
【IPC分類(lèi)】C22F1/08, C23C10/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105063523
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510387413
【發(fā)明人】張興良
【申請(qǐng)人】江陰市盛園銅材有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年7月3日