[发明专利]一种高强度高导电铜合金的动态应变时效制备方法

说明书

本发明涉及铜合金材料的制备方法，特别是一种高强度高导电铜合金的动态应变时效制备工艺。在无氧条件下，利用连铸炉获得铜合金棒材，进行固溶处理并超声波液氮淬火，随后对铜合金通入正弦脉冲电流进行液氮温度下的型轧变形，轧至适当尺寸后再进行1、2、3道次ECAP‑Conform挤压，在电场环境下进行4、5、6道次ECAP‑Conform挤压，获得了一种高强度高导电的铜合金棒材，解决了铜合金材料一直存在的高强度与高电导率之间的矛盾。低温型轧抑制回复与再结晶，细化晶粒，电场下ECAP‑Conform挤压过程中产生动态应变时效，能够省却人工时效的环节，降低生产成本，提高生产效率。

技术领域

本发明属于有色金属加工技术领域，涉及一种电气、电力及电子工程的系列产品，具体涉及一种高强度高导电铜合金动态应变时效制备方法。

背景技术

铜合金是非常重要的工业金属材料之一，而高强度高导电性铜合金不仅具有优异的力学性能，还具有优良的物理性能，被广泛应用于电阻焊电极、焊具喷嘴、电气工程开关触桥、大功率异步牵引电机鼠笼导条、超大规模集成电路引线框架和高速电气化列车接触线等领域。随着我国社会的发展，对高强度高导电性铜合金的需求也日益增加，但我国在这方面的研究起步较晚，与国外相比还有一定的差距。

目前，剧烈塑性变形对高强度高导电性铜合金强度的提升效果显著，而针对高强度高导电性铜合金较典型的塑性变形的方法主要有等通道变形和轧制。等通道变形虽然起到了强化效果，但材料的浪费比较严重，增加了生产成本。与传统挤压方式相比，Conform连续挤压实现了材料生产在连续化、智能降耗和提高材料利用率方面的突破，不仅成形稳定，而且可实现产品无限长度高品质的生产，目前已广泛应用于铝、铜及其合金产品的生产。但常规的Conform连续挤压铜合金棒材强度低(≤420MPa)，仍无法达到特定的工程应用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度高导电铜合金动态应变时效制备方法，克服了现有工艺制备方法的不足，省却人工时效的步骤，获得了高强度高导电铜合金材料，提高了铜合金的综合力学性能及物理性能。

为了实现上述技术目的，本发明在无氧条件下，通过连铸获得铜合金棒材，进行固溶处理并超声波液氮淬火，随后对铜合金通入正弦脉冲电流进行液氮温度下的型轧变形，轧至适当尺寸后再进行1、2、3道次ECAP-Conform挤压，在电场环境下进行4、5、6道次ECAP-Conform挤压，获得了一种高强度与高导电的铜合金棒材，解决了铜合金材料一直存在的高强度与高电导率之间的矛盾。满足电气、电力及电子工程的系列产品的性能要求。能够省却人工时效的环节，降低生产成本，提高生产效率。

本发明通入正弦脉冲电流进行液氮温度下的型轧变形，能够储存型轧变形时金属内部的能量，形成高密度位错、高能量晶界，起到预时效的作用。通过控制ECAP-Conform挤压速度和温度进行1、2、3次挤压，可以达到动态应变时效目的；在强电场下经过控制ECAP-Conform挤压速度和温度进行4、5、6次挤压，电场能够促进晶界滑移，经过与ECAP-Conform挤压过程的变形热相结合，达到充分时效的效果。本发明可以省却人工时效的环节，降低生产成本，提高生产效率。

本发明所采用的技术方案是为了提供一种高强度高导电铜合金动态应变时效制备方法，具体工艺包括如下步骤：

(1)、在无氧的条件下利用连铸炉获得铜合金棒材；

(2)、对步骤(1)得到的铜合金棒材进行固溶处理并超声波液氮淬火，其中，液氮的旋涡流压力5～12MPa；

(3)、将步骤(2)淬火后的铜合金棒材通入正弦脉冲电流进行液氮温度下的型轧变形，施加正弦脉冲电流的同时液氮下低温型轧在温度为-196℃～-50℃，频率为30～90Hz，电流密度为18～25KA/mm²，脉冲电流的放电周期为250～500μs，脉冲的持续作用时间为1250～2500μs的参数下型轧；