[发明专利]一种超声辅助制备高性能铜合金的方法及高性能铜合金

说明书

本发明提供了一种超声辅助制备高性能铜合金的方法及高性能铜合金，属于铜合金制备技术领域。本发明提供的超声辅助制备高性能铜合金的方法包括：将电解铜依次进行熔炼、精炼和合金化，得到合金液；将所述的合金液依次进行超声处理和浇铸，得到高性能铜合金；所述超声处理的超声振动频率为15～20kHz，所述超声处理的时间为1～5min。本发明提供的超声辅助制备铜合金的方法能够有效提高铜合金的力学性能并使其保持较高的导电性；而且本发明的方法简单高效，超声频率低且时间短，能耗低，不会对外界造成影响，绿色环保。

技术领域

本发明涉及铜合金制备技术领域，尤其涉及一种超声辅助制备高性能铜合金的方法及高性能铜合金。

背景技术

铜铁合金是一种广泛应用于电子工业接插件及大规模集成电路引线框架等领域的金属材料。其中，引线框架起到了支撑芯片、连接外部电路以及在工作时导电等作用。而随着大规模、超大规模集成电路的不断发展，对于引线框架的导电性能、力学性能等的要求也越来越高。如何切实提高其导电性能和力学性能已经成为了铜合金领域的研究热点。众所周知，铜合金的力学性能和导电能力具有互相倒置的关系，即：要保证理想的导电率，就要对力学性能做出牺牲。因此，铜合金制备工艺的关键点在于保证不明显降低导电性能的前提下，最大程度地提高力学性能。

目前，国内外制备铜铁合金的方法主要包括：机械合金化法、形变原位复合法、气体雾化法、电磁悬浮熔炼法和真空电弧熔炼法等。然而这些铜铁合金材料中几乎是以纯铁的方式来强化铜合金，由于铁在铜中的固溶度极小，纯铁对于铜铁合金的强化效果受到限制。目前，虽然已经有通过超声辅助制备铜合金的工艺，例如公开号为“CN106244849A”的一种超声波强化高性能铜合金的制备方法，但是该专利中施加超声振动是伴随浇铸过程进行的，即合金液在浇铸过程中已经停止了加热，已经处于冷却状态，该过程可以影响结晶和枝晶的形成，即抑制粗大晶粒的形成和破碎已经形成的粗大枝晶，然而浇铸后的冷却状态下的合金液的粘度大幅增加，需要在模具外施加超声振动，振动能力容易损失，而且要想实现晶粒细化和枝晶破碎需要施加超高的振动频率以及较长的振动时间，超高的振动频率以及较长的振动时间不仅会对模具和设备造成影响，而且高频率的超声波也会对人造成影响。另外该专利不仅需要添加Cr、Ni、Co、Cr等多种合金元素用于强化铜合金，还需要在超声辅助得到铸件后进行轧制和热处理等工艺，其工艺繁琐、成本高，且参数较多不易调控，同时也牺牲了铜合金的塑性，限制了铜合金的应用。

因此，亟需提供一种超声辅助制备高性能铜合金的方法，使其既不影响铜合金的导电性能的同时使其具有优良的力学性能，也不会对外界造成任何影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超声辅助制备高性能铜合金的方法及铜合金，本发明提供的超声辅助制备高性能铜合金的方法制备得到的铜合金具有优良导电性能的同时还具有优良的力学性能，也不会对外界造成任何影响。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种超声辅助制备高性能铜合金的方法，包括：

将铜合金液依次进行超声处理和浇铸，得到高性能铜合金；所述超声处理的超声振动频率为15～20kHz，所述超声处理的时间为1～5min。

优选地，所述超声处理时铜合金液的温度为1150～1300℃。

优选地，所述超声处理的超声工具探头在合金液表面以下的深度为10～30mm。

优选地，所述铜合金液的制备过程包括：将电解铜依次进行熔炼、精炼和合金化。

优选地，所述熔炼的温度为1220～1270℃。

优选地，所述精炼的温度为1230～1260℃，精炼的时间为5～15min。

优选地，所述合金化的操作为加入铜箔包覆的纯铁。

优选地，所述合金化的温度为1230～1260℃。