[发明专利]一种铜材表面处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铜材表面强化处理方法，属于金属材料加工技术领域。

背景技术

随着工业的进步，铜已经在生产和生活中得到了应用，但是往往铜的强度和硬度都很低，使得其应用上有很多局限性；研究发现，加入其他合金元素固溶强化或第二相强化后，导电性会大幅降低，也难以达到使用的要求，影响其在电子行业的实用。而通过表面改性的方法(如化学镀、电子束、激光束、气相沉积、热喷涂等)改善其性能的工艺比较复杂，对设备的要求较高，能耗比较大成本较高，并且很难大幅提高纯铜的表面强度和硬度。近年来人们发现铜铌合金将熔点及强度高的铌与高导电导热性的铜复合，具有优良的特殊性能的材料。但由于铜铌属于难混溶体系常规的熔铸工艺难以制备均质化的铜铌复合材料。现有复合技术有：形变复合法、机械合金化法及物理气相沉积法，但他们制备出来的都是具有纤维流向的复合材料，其界面也不一定融合很好而且工艺及其复杂成本很高。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供一种工序简洁、成本低廉、经表面处理后表面性能得到很好强化的铜材表面处理方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种铜材表面处理方法,其特征在于,具体依次包括如下步骤：

(1)选取铜材，所述铜材的纯度≥99.95％，其板厚为6～7mm；

(2)将铜材于550℃的温度下退火4小时；

(3)在铜材表面通过高能离子注入的方法将铌渗到基体的表面，所述使用的铌的纯度≥99.95％；

(4)在真空环境下使用表面纳米化试验机对铜板进行撞击变形处理25min,处理温度为室温,最终制得表面处理后的铜材。

作为优选，所述步骤(3)中(3)所述高能离子注入方法的参数：真空度为0.5×10-4，能量100keV，注入计量3×10-17ions/cm2；

作为优选，步骤(4)中所述撞击变形处理过程中表面纳米化试验机的试验频率为20HZ，钢球为180颗。

本发明的有益效果是：本发明所述方法融合了退火工艺和高能离子注入的方法，将铌渗到铜材表面，该方法制得的铜材的表面强化度高，导电性强，而且过程简洁易于控制，设备投入少，易于维护，成本低廉，值得推广。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。

一种铜材表面处理方法,具体依次包括如下步骤：

(1)选取纯度为99.96％、板厚为6mm的铜板；

(2)将铜板在550℃温度下进行4小时的常规退火处理；

(3)在铜材表面通过高能离子注入的方法将铌渗到基体的表面，所述使用的铌的纯度≥99.95％；所述高能离子注入方法的参数：真空度为0.5×10-4，能量100keV，注入计量3×10-17ions/cm2；

(4)在室温下，真空环境下设置表面纳米化试验机的参数为频率为20Hz，180颗钢球分别对铜板两个表面进行15分钟撞击变形处理，从而最终制得的高强度高导电性表面渗铌铜材。

制备的表面渗铌铜材料表面具有极高的强度和硬度，表面显微硬度可达1.7Gpa，总屈服强度可达220Mpa，导电性和纯铜接近，室温电阻率1.63×10-8Ω·m。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。