專利名稱：復相纖維強化的銅－銀－鉻導電材料及制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種銅基合金。
背景技術：
科學技術的進步對導電材料性能的要求越來越高。例如，高科技領域中強磁場技術應用的導體線圈及大規(guī)模集成電路的引線框架，要求能夠承受極高載荷的同時仍具有良好的導電性。在這種苛刻工作條件下，常規(guī)導體材料已不能勝任，必須要求有更高強度同時兼有良好導電性能的導體材料來滿足此類科學導體材料的強度與導電性一般呈反函數(shù)關系，即提高強度的措施往往以大幅度降低導電性為代價。因此，努力使材料保持高導電性(或略犧牲導電性)而同時能夠顯著地改善強度，是目前研制新型導體材料的焦點。
通過在Cu基體中加入互不相溶的合金元素，并通過強烈應變方法制備的復合纖維相強化銅合金，目前被認為是最有發(fā)展前途的高強高導材料。在這類材料中，新型的銅-銀合金具有最佳的強度與導電性匹配關系，因而已在國內(nèi)外受到足夠重視，目前已在實驗室階段研制出較之常規(guī)材料有更為優(yōu)良性能的導體線材。然而，仍存在許多問題需要進一步解決。例如，若要達到高強度高導電性能的良好匹配，合金中需要添加的Ag含量較高，在較大程度上消耗了貴金屬資源，大幅度地增加了材料成本；形成原位纖維復合強化的加工工藝比較復雜，工序多并且相互影響因素不明朗，生產(chǎn)中不易控制；為達到一定應變量以保證預應變重量，使得坯料初始截面積較大，增大了變形加工過程的困難等。因而，有必要針對這些問題研制更新型的合金，以彌補上述不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種Ag含量較低、制備工藝相對簡化、成本較低并仍具有高強高導特性的復相纖維強化的銅-銀-鉻導電材料及制備方法。
本發(fā)明的復相纖維強化銅-銀-鉻導電材料，各組分的重量百分比如下原材料純度為99.95％的Ag6％～10％原材料純度為99.90％的Cr0.5％～1.5％原材料純度為99.90％的電解Cu其余將原材料Ag、Cu、Cr酸洗并充分清洗后烘干，先將Cu、Cr置于真空感應爐中，在低于0.1Pa大氣壓下熔化，在1100～1200℃下靜置除氣后向爐內(nèi)充Ar至40～50kPa，再加入Ag并熔化，經(jīng)電磁攪拌均勻并靜置2～3分鐘后澆注成特定直徑的棒狀鑄坯。坯料經(jīng)680～720℃/4小時均勻化處理后，在變形程度η＝1.2～1.4、1.9～2.0及2.6～2.8時分別進行390～420℃/1小時、370～390℃/1小時及350～370℃/1小時退火。
在本合金中，Ag含量僅為6％～10％，另添加0.5％～1.5％Cr，一般不需要熱預應變，僅需要采用3次中間熱處理，經(jīng)一定變形量的室溫拉拔加工即可制成直徑為0.6～2.0mm等各種規(guī)格的線材。另外，本合金也可通過冷軋及中間熱處理而制成薄板。
本發(fā)明具有的有益效果1)昂貴元素Ag的含量較低，可顯著降低材料成本，利于推廣；2)熔注坯料可直接冷變形，無需事先的熱加工預變形開坯，中間熱處理由常規(guī)的5次減少到3次，加工工藝過程相對簡化；3)在有效地降低貴金屬消耗量及簡化加工工藝的條件下，其強度與導電性可達到含24％～25％Ag的合金水平，具體參考數(shù)據(jù)見表1。
表1有關合金在確定導電性能條件下的強度極限(MPa)

具體實施例方式
坯料經(jīng)720℃/4小時均勻化處理，表面車削去除缺陷后采用如下步驟進行變形加工七道次冷拉拔至變形程度η＝1.4→390℃/1小時退火→五道次冷拉拔至η＝2.0→370℃/1小時退火→五道次冷拉拔至η＝2.8→350℃/1小時退火→20道次冷拉拔至η＝6.0～8.0。
坯料經(jīng)700℃/4小時均勻化處理，表面車削去除缺陷后采用如下步驟進行變形加工七道次冷拉拔至變形程度η＝1.2→420℃/1小時退火→五道次冷拉拔至η＝1.9→390℃/1小時退火→五道次冷拉拔至η＝2.6→370℃/1小時退火→20道次冷拉拔至η＝6.0～8.0。
用上述方法獲得了本發(fā)明提出的合金線材。根據(jù)坯料原始直徑和η之間的合理匹配，可得到不同規(guī)格的線材。
權利要求
1.復相纖維強化的銅-銀-鉻導電材料，其特征在于各組分的重量百分比如下原材料純度為99.95％的Ag 6％～10％原材料純度為99.90％的Cr 0.5％～1.5％原材料純度為99.90％的電解Cu 其余
2.復相纖維強化的銅-銀-鉻導電材料的制備方法，其特征在于將原材料Ag、Cu、Cr酸洗并充分清洗后烘干，先將Cu、Cr置于真空感應爐中，在低于0.1Pa大氣壓下熔化，在1100～1200℃下靜置除氣后向爐內(nèi)充Ar至40～50kPa，再加入Ag并熔化，經(jīng)電磁攪拌均勻并靜置2～3分鐘后澆注成特定直徑的棒狀鑄坯，坯料經(jīng)680～720℃/4小時均勻化處理后，在變形程度η＝1.2～1.4、1.9～2.0及2.6～2.8時分別進行390～420℃/1小時、370～390℃/1小時及350～370℃/1小時退火。
全文摘要
復相纖維強化的銅－銀－鉻導電材料及制備方法。材料成分的重量百分比Ag為6%～10%、Cr為0.5%～1.5%,其余為Cu。先將Cu、Cr置于真空感應爐中,在低于0.1Pa大氣壓下熔化,在1100～1200℃下靜置除氣后向爐內(nèi)充Ar至40～50kPa,再加入Ag并熔化,經(jīng)電磁攪拌均勻澆注成特定直徑的棒狀鑄坯。坯料經(jīng)680～720℃/4小時均勻化處理后,在變形程度η=1.2～1.4、1.9～2.0及2.6～2.8時分別進行390～420℃/1小時、370～390℃/1小時及350～370℃/1小時退火。本發(fā)明的有益效果:昂貴元素Ag的含量較低,可顯著降低材料成本;熔注坯料可直接冷變形,中間熱處理由常規(guī)的5次減少到3次;在降低貴金屬消耗量及簡化工藝的條件下,其強度與導電性可達到含24%～25%Ag的合金水平。
文檔編號H01B13/00GK1362710SQ02110630
公開日2002年8月7日 申請日期2002年1月22日 優(yōu)先權日2002年1月22日
發(fā)明者孟亮, 張雷 申請人:浙江大學