【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铜合金带材，具体是一种铜合金带材及其生产工艺。
技术介绍
1、在现代工业的快速发展进程中，铜合金带材作为一种关键的基础材料，广泛应用于电子、汽车、航空航天等众多领域，其性能的优劣直接影响着相关产品的质量和性能。然而，传统的铜合金带材在抗拉强度、硬度、韧性和磨损率等方面逐渐难以满足日益严苛的工业需求。
2、随着电子设备向小型化、高性能化方向发展，对于用于电子元件连接和散热的铜合金带材，不仅要求其具备良好的导电性，还需要更高的强度和硬度以保证结构的稳定性和可靠性，同时要维持一定的韧性以防止在加工和使用过程中发生断裂，传统铜合金带材的力学性能已无法适应这些要求。
3、在汽车制造领域，发动机部件以及传动系统等部位需要承受高温、高压和频繁的机械摩擦，对铜合金带材的耐热性、耐磨性和力学性能提出了更高挑战。现有的铜合金带材由于磨损率较高，导致零部件的使用寿命较短，增加了汽车的维护成本和能源消耗。
4、航空航天领域更是对材料的性能有着极致的要求，需要铜合金带材在具备高强度和硬度的同时，能够在复杂的应力环境和极端的温度条件下保持良好的韧性和较低的磨损率，以确保飞行器的安全性和可靠性，而传统铜合金带材的综合性能远远无法达到这些标准。
5、综上所述，开发一种具有优异抗拉强度、硬度、韧性和低磨损率的新型铜合金带材具有迫切的现实意义和广阔的市场前景，以满足各工业领域对高性能铜合金带材的需求，推动相关产业的技术升级和发展。
技术实现思路
1、本专利
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种铜合金带材的生产工艺，包括如下步骤：
4、s1、配料：按重量百分比选取zr-ti合金粉末5-8wt%、y-al复合物3-5wt%、改性石墨微粉1-2wt%、余量为铜粉及不可避免的微量杂质；
5、zr和ti元素能够在铜基体中形成细小的弥散相，有效阻碍位错运动，从而提高合金的强度和硬度，同时保持一定的韧性；元素具有细化晶粒的作用，al元素可以与铜形成强化相，二者协同作用，进一步提升合金的力学性能，改善其耐热性和抗氧化性能；石墨具有良好的润滑性和自润滑性能，能够降低合金在加工和使用过程中的摩擦系数，提高其耐磨性，同时不显著降低合金的强度；
6、s2、原材料预处理：
7、将zr-ti合金粉末放入真空干燥箱中，在120-150℃下干燥4-6小时，去除粉末中的水分和吸附气体，确保其纯度和活性；
8、y-al复合物在100-130℃的鼓风干燥箱中干燥3-5小时，使其水分含量低于0.1%，防止在后续加工过程中因水分蒸发产生气孔缺陷；
9、改性石墨微粉在80-100℃的干燥箱中干燥2-4小时，保证其干燥状态，以便于均匀混合；
10、s3、粉末混合：按照设计比例称取预处理后的zr-ti合金粉末、y-al复合物、改性石墨微粉和铜粉，放入三维混料机中，在氮气保护下搅拌20-30分钟，使其混合均匀，然后将混合物在真空热压炉中进行热压处理，热压温度为400-500℃，压力为20-30mpa，保温保压时间为1-2小时；为了进一步提高混合均匀性，可每隔1小时停机，对混合粉末进行翻动，然后继续混合。
11、s4、压制成型：将混合粉末装入模具中，采用冷等静压工艺进行压制成型,压力控制在200-300mpa，保压时间1-2分钟，升压速率为5-10mpa/秒，卸压速率为3-5mpa/秒，使粉末坯体具有一定的密度和强度，为后续的烧结加工提供良好的基础；
12、s5、烧结：将压制后的坯体放入真空烧结炉中进行烧结，烧结温度设定在850-950℃，升温速率控制在10-15℃/分钟，保温时间2-3小时，炉内真空度保持在10-3-10-4pa；使粉末颗粒之间充分发生冶金结合，形成致密的合金组织。保温期间，可通过炉体的观察窗或监控系统观察坯体的状态，确保无异常情况发生。
13、s6、热轧加工：对烧结后的合金坯料进行热轧加工，加热温度控制在700-800℃，升温速率为8-12℃/分钟，热轧道次压下率控制在20%-30%，轧制速度为3-5米/秒；
14、s7、冷轧加工：热轧后的带材经过酸洗去除表面氧化皮后，进行冷轧加工，冷轧总压下率控制在30%-50%，冷轧道次压下率为10%-15%，轧制速度为2-4米/秒；同时，要根据带材的厚度和尺寸精度要求，合理调整轧制工艺参数，确保带材的平整度和板形良好。
15、s8、退火处理：冷轧后的带材进行退火处理，退火温度设定在400-500℃，升温速率为5-8℃/分钟，保温时间1-2小时，采用随炉冷却的方式，冷却速率为3-5℃/分钟。
16、作为本专利技术进一步的方案：所述zr-ti合金粉末的制备方法为：将锆和钛金属原料按照预定比例在真空电弧炉中熔炼，制成zr-ti合金铸锭，然后将铸锭经过机械破碎、球磨工艺处理，制成粒径在10-50μm的合金粉末；球磨过程在氩气保护气氛下进行，球料比为4:1，球磨机转速控制在250-350rpm，球磨时间为4-6小时。
17、作为本专利技术进一步的方案：所述y-al复合物的制备方法为：将硝酸钇和铝粉按照化学计量比加入到去离子水中，在搅拌条件下加热至80-90℃，反应1-2小时，生成氢氧化钇沉淀和铝离子溶液，再经过过滤、洗涤后，将氢氧化钇沉淀和铝粉在高温炉中于600-700℃下煅烧2-3小时，使两者充分反应形成y-al复合物，将复合物研磨成粒径小于30μm的粉末备用。
18、作为本专利技术进一步的方案：改性石墨微粉的制备方法为：将石墨微粉加入到含有偶联剂的乙醇溶液中，石墨微粉与偶联剂的质量比为10:1，在超声振荡条件下搅拌30-45分钟，使偶联剂充分吸附在石墨微粉表面，然后将混合物在80-100℃下干燥2-3小时，得到改性石墨微粉。
19、作为本专利技术进一步的方案：所述偶联剂采用kh550有机硅烷偶联剂。
20、作为本专利技术进一步的方案：s5中，保温结束后，停止加热，让炉体自然冷却至400-500℃，降温速率控制在8-12℃/分钟，当炉温降至400-500℃后，开启冷却风扇，加快炉体冷却速度，直至炉温降至100℃以下。
21、作为本专利技术进一步的方案：s7中，酸洗过程为：采用浓度为10%-15%的硫酸溶液作为酸洗介质，酸洗温度控制在40-60℃，酸洗时间为5-10分钟，酸洗过程中要不断搅拌酸液，确保带材表面氧化皮能够充分去除，同时要注意防止过酸洗现象的发生，酸洗后，用清水冲洗带材，直至冲洗水的ph值达到6-7，然后进行烘干处理，烘干温度为80-100℃，烘干时间为3-5分钟。
22、作为本专利技术再进一步的方案：s7中，冷轧过程采用冷轧润滑剂，润滑剂的浓度为5%-8%，流量为5-10升/分钟。
23、本专利技术提供的一种铜合金带材，采用上述方法生产得到。
2本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铜合金带材的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种铜合金带材的生产工艺，其特征在于，所述Zr-Ti合金粉末的制备方法为：将锆和钛金属原料按照预定比例在真空电弧炉中熔炼，制成Zr-Ti合金铸锭，然后将铸锭经过机械破碎、球磨工艺处理，制成粒径在10-50μm的合金粉末；球磨过程在氩气保护气氛下进行，球料比为4:1，球磨机转速控制在250-350rpm，球磨时间为4-6小时。
3.根据权利要求1所述的一种铜合金带材的生产工艺，其特征在于，所述Y-Al复合物的制备方法为：将硝酸钇和铝粉按照化学计量比加入到去离子水中，在搅拌条件下加热至80-90℃，反应1-2小时，生成氢氧化钇沉淀和铝离子溶液，再经过过滤、洗涤后，将氢氧化钇沉淀和铝粉在高温炉中于600-700℃下煅烧2-3小时，使两者充分反应形成Y-Al复合物，将复合物研磨成粒径小于30μm的粉末备用。
4.根据权利要求1所述的一种铜合金带材的生产工艺，其特征在于，改性石墨微粉的制备方法为：将石墨微粉加入到含有偶联剂的乙醇溶液中，石墨微粉与偶联剂的质量比为10:1，在
5.根据权利要求4所述的一种铜合金带材的生产工艺，其特征在于，所述偶联剂采用KH550有机硅烷偶联剂。
6.根据权利要求1所述的一种铜合金带材的生产工艺，其特征在于，S5中，保温结束后，停止加热，让炉体自然冷却至400-500℃，降温速率控制在8-12℃/分钟，当炉温降至400-500℃后，开启冷却风扇，加快炉体冷却速度，直至炉温降至100℃以下。
7.根据权利要求1所述的一种铜合金带材的生产工艺，其特征在于，S7中，酸洗过程为：采用浓度为10%-15%的硫酸溶液作为酸洗介质，酸洗温度控制在40-60℃，酸洗时间为5-10分钟，酸洗过程中要不断搅拌酸液，确保带材表面氧化皮能够充分去除，同时要注意防止过酸洗现象的发生，酸洗后，用清水冲洗带材，直至冲洗水的pH值达到6-7，然后进行烘干处理，烘干温度为80-100℃，烘干时间为3-5分钟。
8.根据权利要求1所述的一种铜合金带材的生产工艺，其特征在于，S7中，冷轧过程采用冷轧润滑剂，润滑剂的浓度为5%-8%，流量为5-10升/分钟。
9.一种权利要求1-8任一项所述生产工艺生产的铜合金带材。
10.根据权利要求9所述的一种铜合金带材，所述铜合金带材的抗拉强度≥420MPa，铜合金带材的维氏硬度160～200HV。
...【技术特征摘要】
1.一种铜合金带材的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种铜合金带材的生产工艺，其特征在于，所述zr-ti合金粉末的制备方法为：将锆和钛金属原料按照预定比例在真空电弧炉中熔炼，制成zr-ti合金铸锭，然后将铸锭经过机械破碎、球磨工艺处理，制成粒径在10-50μm的合金粉末；球磨过程在氩气保护气氛下进行，球料比为4:1，球磨机转速控制在250-350rpm，球磨时间为4-6小时。
3.根据权利要求1所述的一种铜合金带材的生产工艺，其特征在于，所述y-al复合物的制备方法为：将硝酸钇和铝粉按照化学计量比加入到去离子水中，在搅拌条件下加热至80-90℃，反应1-2小时，生成氢氧化钇沉淀和铝离子溶液，再经过过滤、洗涤后，将氢氧化钇沉淀和铝粉在高温炉中于600-700℃下煅烧2-3小时，使两者充分反应形成y-al复合物，将复合物研磨成粒径小于30μm的粉末备用。
4.根据权利要求1所述的一种铜合金带材的生产工艺，其特征在于，改性石墨微粉的制备方法为：将石墨微粉加入到含有偶联剂的乙醇溶液中，石墨微粉与偶联剂的质量比为10:1，在超声振荡条件下搅拌30-45分钟，使偶联剂充分吸附在石墨微粉表面，然后将混合物在80-100℃下干燥2-3小时，得到改性石墨微粉。
【专利技术属性】
技术研发人员：陈希春，张勇，张豪，张鑫宇，高伟，
申请(专利权)人：国工恒昌新材料义乌有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。