一种高强高导铜铁原位复合材料带材及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高强高导铜铁原位复合材料带材及其制备方法，属于金属材料制备技术领域。本发明专利技术利用拉拔变形加工材料受单向拉应力、双向拉应力特点，采用拉拔变形加工和轧制变形加工复合的手段，对铜铁合金进行加工，而且在加工过程中以冷拉拔加工变形为主，约占整个应变的60％左右，因此Fe相在较大部分的变形过程中受单向拉应力和双向压应力，从而优化了Fe相的变形，使Fe相纤维化和纳米化程度更理想。实施例的结果显示，采用本发明专利技术提供的制备方法制备得到的高强高导铜铁原位复合材料带材的抗拉强度能够达到1000MPa以上，同时具有良好的导电性能。良好的导电性能。良好的导电性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高强高导铜铁原位复合材料带材及其制备方法


[0001]本专利技术涉及金属材料制备
，尤其涉及一种高强高导铜铁原位复合材料带材及其制备方法。

技术介绍

[0002]铜铁原位复合材料具有高强度、高导电性、高弹性、高导热散热性和较宽频率的电磁屏蔽性特点，如果制备成带材可大幅拓宽其应用范围，例如替代传统的锡磷青铜带材，用作电子元器件的弹性插接件等。探索研究发现，通过传统的熔铸
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轧制形变
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中间热处理制备的铜铁原位复合材料的带材的力学性能明显低于丝线材，这对铜铁原位复合材料的推广应用极为不利。因此，提高铜铁原位复合材料的带材的强度成为一个亟待解决的现实问题。
[0003]铜铁原位复合材料属于典型的两相复合材料，其高强度主要取决于Fe相枝晶在形变过程中纤维化和纳米化程度，纤维化和纳米化程度越高，材料强度越高，而高导电性能则主要取决于铜基体中Fe原子的溶解度，溶解度越低材料导电性能越好。目前，为了提高铜铁原位复合材料带材的力学和导电性能，主要尝试通过在熔铸过程中施加磁场或电场等外场，合金化Ag或Mg等元素，以改善铜铁合金铸态组织中初生的Fe枝晶的形貌、尺寸和分布，提高Cu基体的强度等，以促使轧制态组织中Fe相纤维变得更细、更均匀，但是受制于轧制加工工艺的制约，其冷变形应变η(η＝ln(A0/A
f
)，其中：A0是试样冷变形前的截面面积，A
f
为变后的截面面积)较小、材料变形过程中受三向压应力，难以使Fe相取得理想的纤维化、纳米化形变效果，制备的铜铁原位复合材料带材的抗拉强度仍然明显低于丝线材。
[0004]因此，提供一种力学性能优异的铜铁原位复合材料带材的制备方法，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种高强高导铜铁原位复合材料带材及其制备方法，本专利技术提供的制备方法制备得到的高强高导铜铁原位复合材料带材的Fe相纤维化和纳米化程度更理想，具有更高的抗拉强度和导电性能。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种高强高导铜铁原位复合材料带材的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)将铜铁合金棒坯依次进行均匀化退火处理和冷拉拔，得到冷拉拔铜铁合金棒坯；
[0009](2)将所述步骤(1)得到的冷拉拔铜铁合金棒坯依次进行冷轧和成品退火处理，得到高强高导铜铁原位复合材料带材；
[0010]所述步骤(1)中冷拉拔的总道次数为40～60道次，所述冷拉拔的总应变η＞5；
[0011]所述步骤(2)中冷轧的总道次数为30～40道次，所述冷轧的总应变η＞1。
[0012]优选地，所述步骤(1)中铜铁合金棒坯的外径＞100mm。
[0013]优选地，所述步骤(1)中均匀化退火处理的温度为900～1000℃，均匀化退火处理
的时间为3～6h。
[0014]优选地，所述步骤(1)的冷拉拔过程中，每完成6～10道次冷拉拔后进行一次中间退火。
[0015]优选地，所述中间退火的温度为450～550℃，中间退火的时间为10～30min。
[0016]优选地，所述步骤(2)的冷轧过程中，每完成8～12道次冷轧后进行一次中间退火。
[0017]优选地，所述中间退火的温度为450～550℃，中间退火的时间为10～30min。
[0018]优选地，所述步骤(2)中成品退火处理的温度为350～550℃，成品退火处理的时间为15～30min。
[0019]优选地，所述步骤(2)中成品退火处理结束后还包括对成品退火处理的带材依次进行酸洗、钝化处理和定宽幅切边包装。
[0020]本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备得到高强高导铜铁原位复合材料带材。
[0021]本专利技术提供了一种高强高导铜铁原位复合材料带材的制备方法，包括以下步骤：(1)将铜铁合金棒坯依次进行均匀化退火处理和冷拉拔，得到冷拉拔铜铁合金棒坯；(2)将所述步骤(1)得到的冷拉拔铜铁合金棒坯依次进行冷轧和成品退火处理，得到高强高导铜铁原位复合材料带材；所述步骤(1)中冷拉拔的总道次数为40～60道次，所述冷拉拔的总应变η＞5；所述步骤(2)中冷轧的总道次数为30～40道次，所述冷轧的总应变η＞1。本专利技术利用拉拔变形加工材料受单向拉应力、双向拉应力特点，采用拉拔变形加工和轧制变形加工复合的手段，对铜铁合金进行加工，而且在加工过程中以冷拉拔加工变形为主，约占整个应变的60％左右，因此Fe相在较大部分的变形过程中受单向拉应力和双向压应力，从而优化了Fe相的变形，使Fe相纤维化和纳米化程度更理想。实施例的结果显示，采用本专利技术提供的制备方法制备得到的高强高导铜铁原位复合材料带材的抗拉强度能够达到1000MPa以上，同时具有良好的导电性能。
附图说明
[0022]图1为实施例2制备得到的高强高导铜铁原位复合材料带材的SEM微观组织图；
[0023]图2为对比例2制备得到的铜铁原位复合材料带材的SEM微观组织图。
具体实施方式
[0024]本专利技术提供了一种高强高导铜铁原位复合材料带材的制备方法，包括以下步骤：
[0025](1)将铜铁合金棒坯依次进行均匀化退火处理和冷拉拔，得到冷拉拔铜铁合金棒坯；
[0026](2)将所述步骤(1)得到的冷拉拔铜铁合金棒坯依次进行冷轧和成品退火处理，得到高强高导铜铁原位复合材料；
[0027]所述步骤(1)中冷拉拔的总道次数为40～60道次，所述冷拉拔的总应变η＞5；
[0028]所述步骤(2)中冷轧的总道次数为30～40道次，所述冷轧的总应变η＞1。
[0029]本专利技术将铜铁合金棒坯依次进行均匀化退火处理和冷拉拔，得到冷拉拔铜铁合金棒坯。
[0030]在本专利技术中，所述铜铁合金棒坯的外径优选＞100mm，更优选为≥110mm。本专利技术对
所述铜铁合金棒坯的长度没有特殊的限定，根据本领域技术人员的技术常识确定即可。本专利技术通过控制铜铁合金棒坯的外径，可以保证在后续的变形加工处理过程中具有足够的尺寸和加工应变量。
[0031]在本专利技术中，按质量百分比计，所述铜铁合金棒坯优选包括5～30％的铁和余量的铜，更优选为10～20％的铁和余量的铜。本专利技术通过控制铜铁合金棒坯的元素组成，可以为其具有良好的抗拉强度和导电性能打下基础。
[0032]本专利技术对所述铜铁合金棒坯的制备工艺没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的制备方法制备得到，且尺寸满足技术要求即可。
[0033]在本专利技术中，所述均匀化退火处理的温度优选为900～1000℃，更优选为950～1000℃；所述均匀化退火处理的时间优选为3～6h，更优选为4～5h。本专利技术通过对铜铁合金棒坯进行均匀化退火处理，能够使铜铁合金棒坯的元素分布更加均匀，降低元素偏析，达到提高合金塑性的效果，便于更好的拉拔加工。
[0034]均匀化退火处理结束本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强高导铜铁原位复合材料带材的制备方法，包括以下步骤：(1)将铜铁合金棒坯依次进行均匀化退火处理和冷拉拔，得到冷拉拔铜铁合金棒坯；(2)将所述步骤(1)得到的冷拉拔铜铁合金棒坯依次进行冷轧和成品退火处理，得到高强高导铜铁原位复合材料带材；所述步骤(1)中冷拉拔的总道次数为40～60道次，所述冷拉拔的总应变η＞5；所述步骤(2)中冷轧的总道次数为30～40道次，所述冷轧的总应变η＞1。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中铜铁合金棒坯的外径＞100mm。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中均匀化退火处理的温度为900～1000℃，均匀化退火处理的时间为3～6h。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的冷拉拔过程中，每完成6～10道次冷拉拔后进行一次中...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾延琦，邹晋，余辉辉，陆德平，张友亮，胡强，郭军力，黄雅盼，刘秋香，郭玉松，
申请(专利权)人：江西省科学院应用物理研究所，
类型：发明
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