一种制备Cu-Cr-Zr合金板带的方法技术

本发明专利技术提供一种制备Ｃｕ－Ｃｒ－Ｚｒ合金板带的方法，其工艺：①将合金锭进行铣面，在具有保护气体的电阻炉中进行均火处理；②进行热轧处理，热变形的总变形量为１５～８０％，终轧温度在６００℃以上；③在具有气体保护的电阻炉中进行固熔处理，固熔之后进行淬火处理；④进行冷变形；⑤在具有气体保护的电阻炉中进行时效处理；⑥对合金板带进行微量变形处理，变形量为１～５０％，变形速度为１５～２５转／分钟。该产品的抗拉强度大于５７０ＭＰａ、电导率大于８０％ＩＡＣＳ、延伸率大于７％、硬度大于１７５ＨＶ，完全满足大规模集成电路所需引线框架材料的要求，实现了大规模生产，生产成本低，经济效益显著。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制备Cu-Cr-Zr合金板带的方法，属于有色金属加工

技术介绍
当前，Cu-Cr-Zr合金材料的生产以棒材为主，其工艺为先将电解铜与其它合金按比例配好，在真空度小于10-3Pa以下开始加热熔炼，熔炼结束之后直接在真空炉内浇铸，合金铸锭经挤压成棒材或锻造出各种产品坯，然后进行热处理和精加工；这种方法生产的Cu-Cr-Zr合金主要用于电气化列车架空导线、电气工程开关触桥和连铸结晶器等。对于大规模集成电路需求的Cu-Cr-Zr合金板带，仅仅采用快速凝固法进行实验性探索，制备出带条状材料和薄片材料；但是，要规模化制备Cu-Cr-Zr合金板带还有很多问题尚待解决。快速凝固制备Cu-Cr-Zr合金的方法存在以下问题①快速凝固通过固熔度扩展和晶粒细化来提高合金强度，固熔度的扩展必然导致合金电阻率上升，导电性能下降；②快速凝固高的空位浓度和固熔度的扩展，会引起大尺寸熔质原子在空位浓度高的区域偏聚，小尺寸熔质原子在受压缩区域偏聚，研究表明，这种偏聚增加了合金的脆性；③快速凝固法制备合金板带时，形变强化效果差，因此对合金强度提高有限；④快速凝固法受限于其工艺和设备，不能进行大规模生产，限制了其产业化发展前景。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种制备Cu-Cr-Zr合金板带的方法。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现一种制备Cu-Cr-Zr合金板带的方法，其特征在于包括以下工序步骤①均火将铸态的合金锭进行铣面，在800～1100℃具有气体保护的电阻炉中进行均火处理5～240分钟；②热轧经均火处理的合金锭进行热轧处理，热变形的总变形量为15～80％，终轧温度在600℃以上；③固熔热变形板在具有气体保护的电阻炉中进行固熔处理，固熔温度为800～1100℃，固熔时间0.1～6小时，固熔之后进行淬火处理，淬火前板带温度在800℃以上；④冷变形固熔淬火板进行冷变形，冷变形的变形量为20～90％，变形速度为15～30转/分钟；⑤时效冷变形板带在具有气体保护的电阻炉中进行时效工艺处理；⑥终轧对合金板带进行微量变形处理，变形量为1～50％，变形速度为15～25转/分钟。进一步地，上述的一种制备Cu-Cr-Zr合金板带的方法，步骤②所述的热轧处理为3～5道次，其中热轧第一道次和第二道次的变形量分别为1～15％；步骤①、步骤③和步骤⑤所述的保护气体为惰性气体氮气或者氩气。再进一步地，上述的一种制备Cu-Cr-Zr合金板带的方法，步骤④冷变形之前进行酸洗或铣面处理；步骤⑥终轧之前也进行酸洗或铣面处理。更进一步地，上述的一种制备Cu-Cr-Zr合金板带的方法，步骤⑤所述时效工艺为单级时效，时效温度300～600℃，时效时间1～10小时；步骤⑤所述时效工艺也可以为双级时效，先在450～600℃下时效0.1～4小时，再在温度300～450℃下时效0.1～8小时。本专利技术技术方案的突出的实质性特点和显著的进步主要体现在(1)采用固熔、热轧、冷变形和时效等多种强化方式相结合制备Cu-Cr-Zr合金板带，显著提高了合金抗拉强度(大于570MPa)和硬度(大于175HV)，并且保持了高的电导率(大于80％IACS)，能够完全满足大规模集成电路所需框架材料的要求；(2)本专利技术技术方案制备Cu-Cr-Zr合金板带的设备简单，操作方便，可以实现大规模生产，生产成本低，经济效益显著。附图说明下面结合附图对本专利技术技术方案作进一步说明图1本专利技术制备Cu-Cr-Zr合金的工艺流程示意图。具体实施例方式本专利技术采用固熔、热轧、时效和冷变形等多种强化方法制备Cu-Cr-Zr合金板带，其具体工艺为①均火将铸态的合金锭进行铣面，在800～1100℃具有氮气或氩气保护的电阻炉中进行均火处理5～240分钟；②热轧经均火处理的合金锭进行热轧处理，热轧3～5道次，其中热轧第一道次和第二道次的变形量分别为1～15％，热变形的总变形量为15～80％，终轧温度在600℃以上；③固熔热变形板在具有氮气或氩气保护的电阻炉中进行固熔处理，固熔温度为800～1100℃，固熔时间0.1～6小时，固熔之后进行淬火处理，淬火前板带温度在800℃以上；④冷变形固熔淬火板进行冷变形，冷变形的变形量为20～90％，变形速度为15～30转/分钟；⑤时效冷变形板带在具有氮气或氩气保护的电阻炉中进行时效处理，时效处理可采用两种工艺一是在温度为300～600℃下时效处理1～10小时；二是在温度450～600℃下时效0.1～4小时，再在温度300～450℃下时效0.1～8小时；⑥终轧对合金板带进行微量变形处理，变形量为1～50％，变形速度为15～25转/分钟。在固熔处理和时效处理中，采用工业纯氮气或氩气做保护气体，并在冷变形之前对合金板带表面进行清洗，保证合金板带在热处理过程中低合金元素的损失和表面的光滑平整，该方法在保持电导率大于80％IACS的条件下，大幅度提高了合金抗拉强度，完全能够满足大规模集成电路所用框架的需求，实现合金板带的规模化生产。图1是本专利技术制备Cu-Cr-Zr合金的工艺流程示意图，下面结合图1对本专利技术作进一步的详细描述。实施例1采用Cu-Cr-Zr合金锭作为原料，其化学成分见表1。合金锭在铣床上进行铣面，然后在采用氩气作保护气体的电阻炉中进行均火处理，温度为940℃，保温2小时；之后直接从电阻炉中取出，进行热轧处理，第一道次和第二道次变形量分别为10％，第三、四和五道次变形量加大，总变形量为50％；热轧板在氩气保护下，进行固熔处理，固熔温度为1000℃，固熔4小时后，进行淬火处理；固熔板带经过酸洗处理后进行冷变形，冷变形的变形量为60％，变形速度为19转/分钟；时效处理在氩气保护电阻炉中，500℃保温6小时；终轧的变形量为30％，变形速度为22转/分钟。上述过程中制备的Cu-Cr-Zr合金板带性能见表1。表1 实施例2以双级时效代替单级时效，双级时效温度为560℃保温1小时，然后降温到460℃保温6小时，其他工艺与实施例1相同。上述过程制备的Cu-Cr-Zr合金板带性能见表2。表2 实施例3固熔后冷变形量增大为80％，变形速度为25转/分钟；其他工艺采用与实施例1相同的条件，上述过程制备的Cu-Cr-Zr合金板带性能见表3。表3 显然，从以上实施例表明，本专利技术采用固熔、热轧、冷变形和时效等多种强化方式相结合制备Cu-Cr-Zr合金板带，显著提高了合金的抗拉强度和硬度，并且保持高电导率，其抗拉强度大于570MPa、硬度大于175HV、电导率大于80％IACS、延伸率大于7％；能够完全满足大规模集成电路所需框架材料的要求，实现了大规模生产，生产成本低，经济效益显著。以上通过具体实施例对本专利技术技术方案作了进一步说明，给出的例子仅是应用范例，不能理解为对本专利技术权利要求保护范围的一种限制。权利要求1.一种制备Cu-Cr-Zr合金板带的方法，其特征在于包括以下工序步骤——①均火将铸态的合金锭进行铣面，在800～1100℃具有保护气体的电阻炉中进行均火处理5～240分钟；②热轧经均火处理的合金锭进行热轧处理，热变形的总变形量为15～80％，终轧温度在600℃以上；③固熔热变形板在具有气体保护的电阻炉中进行固熔处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备Ｃｕ－Ｃｒ－Ｚｒ合金板带的方法，其特征在于包括以下工序步骤－①均火：将铸态的合金锭进行铣面，在８００～１１００℃具有保护气体的电阻炉中进行均火处理５～２４０分钟；②热轧：经均火处理的合金锭进行热轧处理，热变形的总变形 量为１５～８０％，终轧温度在６００℃以上；③固熔：热变形板在具有气体保护的电阻炉中进行固熔处理，固熔温度为８００～１１００℃，固熔时间０．１～６小时，固熔之后进行淬火处理，淬火前板带温度在８００℃以上；④冷变形：固熔淬火板进 行冷变形，冷变形的变形量为２０～９０％，变形速度为１５～３０转／分钟；⑤时效：冷变形板带在具有气体保护的电阻炉中进行时效工艺处理；⑥终轧：对合金板带进行微量变形处理，变形量为１～５０％，变形速度为１５～２５转／分钟。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：慕思国，郭富安，曹兴民，向朝建，杨春秀，汤玉琼，
申请(专利权)人：苏州有色金属加工研究院，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]