[发明专利]一种高强高塑双相协同析出型铜合金材料及其制备方法

摘要

本发明提出一种高强高塑双相协同析出型Cu‑Fe‑C‑P系合金材料及其制备方法。通过成分优化、加工和热处理工艺调控，该系合金不仅可以充分利用超低温冷轧变形诱发Fe‑C相发生马氏体相变以及超细亚晶组织的出现，而使得所开发铜合金强度获得大幅提高，抗拉强度将近650MPa，而延伸率仍可达4.0%以上，明显优于传统的Cu‑Fe‑P系合金或可发生应变诱发马氏体相变的Cu‑Fe‑C系合金的性能。此外，超低温深冷轧态合金进一步经低温时效热处理还可诱发Fe‑C和Fe‑P双相协同析出，以及大量纳米晶的形成，进而可使合金具有更加优异的综合性能。本发明铜合金材料及其制备方法非常适合应用于电子信息等众多高新技术领域典型部件用高强高导铜合金材料的制造，特别是对强度、加工性能和塑性均有较好要求的复杂形状零部件的制造。

主权项

1.一种高强高塑双相协同析出型铜合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，首先进行Cu‑Fe‑C‑P合金成分选择和优化，将Fe‑C和Cu‑P中间合金熔炼与铸造；配制Cu‑Fe‑C‑P合金并在真空中频感应炉内进行熔炼，即首先升温到400～500℃时保温15min以上，然后继续升温到1500℃以上保温，待Fe‑C和Cu‑P中间合金、高纯Cu、高纯Fe以及其他纯金属彻底熔化后静置2～8min，然后经降温、升温和再降温后将熔炼好的Cu‑Fe‑C‑P合金以一定的冷却速度快速凝固浇铸到水冷铜模内，然后采用变形温度为‑50～‑150℃的超低温冷轧形变诱发合金内Fe‑C相发生马氏体相变以及超细亚晶的形成；最后在100～200℃之间采用低温热处理调控合金纳米晶组织以及纳米Fe‑C和Fe‑P双相协同析出，即可获得高强高塑Cu‑Fe‑C‑P合金板材；所述合金成分按质量百分比计：Fe:3.0wt％，C：0.03wt％，P:0.83wt％，Al≤0.1wt％，Si≤0.02wt％，Ni≤0.03wt％，Zn≤0.03wt％，B≤0.01wt％，Ti≤0.01wt％，其中C/Fe比在1.0％，P/Fe比在27.7％，余量为Cu。