一种铬锆铜镁四元合金线材及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种铬锆铜镁四元合金线材及其制造方法，线材材质选用金金属铜、金属铬、金属锆及工业镁粒，其合金化配比为：铬8‑15％、锆0.1‑1.2％、镁粒0.005‑0.1％，其余为铜；其制造工艺主要为真空熔铸、均匀化退火、扒皮及去头尾、挤压开坯(挤压棒材尺寸Φ20～Φ35mm)、轧制减径、多道次连续拉拔及中间时效去应力退火(气氛保护退火或真空退火，退火温度400℃～600℃，时间0.5h～4h)等主要工序组成。本发明专利技术兼具高的极限抗拉强度、高的导电率、导热性能好、可焊性优良、工艺适用性好、回弹性好、无污染等多种优点，可满足高性能电气装备、集成电路等的发展需要。

【技术实现步骤摘要】
一种铬锆铜镁四元合金线材及其制造方法
本专利技术属于GIS动连接用弹簧触指及集成电路用引线框架制造
，涉及一种铬锆铜镁四元合金线材及其制造方法。
技术介绍
引线框架作为集成电路的芯片载体，除了需要具备高的强度、高的导热性能外，对材料还要求具有良好的钎焊性能、工艺性能、蚀刻性能、氧化膜粘接性能等。弹簧触指广泛应用于高中压开关、母线连接件、熔断器连接件、高电流连接件、固封极柱、高压电链尾端件、机械电子等等。随着电气设备、电气化装备的高速发展需求及环保要求，对弹簧触指所用丝材提出了更高的要求。
技术实现思路
为解决现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种铬锆铜镁四元合金线材及其制造方法。这种丝材兼具高的极限抗拉强度、高的导电率、导热性能好、可焊性优良、工艺适用性好、回弹性好、无污染等多种优点。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种铬锆铜镁四元合金线材，包括由以下质量百分数的原料制备而成：铬8-15％、锆0.1-1.2％、镁粒0.005-0.1％，其余为铜。该线材的抗拉强度700Mpa～1.3Gpa，导电率为60～90％IACS，硬度为150～280HV0.1，软化温度为620℃以上。所述的铜的纯度为99.95％，锆的纯度为99.4％，铬的纯度为99％，镁的纯度为99.8％。该线材直径为Φ0.1mm～Φ3.5mm。一种铬锆铜镁四元合金线材的制造方法，包括以下步骤：向炉膛中加入铜及加入铜皮包裹的铬，在真空度为不大于6.67×10-2Pa的条件下，完全融化，炉膛温度保持1350℃～1450℃；再加入铜皮包裹的金属锆，炉膛温度保持1550℃～1650℃，保温融化；最后加入镁粒，保温融化后，降温至1250℃～1400℃浇铸成锭；然后在850℃～980℃进行均匀化退火，再依次进行扒皮及去头尾、挤压、轧制、多道次连续拉拔工序，最后在400℃～600℃进行中间时效去应力退火，制成线材成品。加入镁粒保温时间为5～20min。均匀化退火的时间为0.5h～4h。中间去应力退火时间为0.5h～4h。挤压工序中挤压棒材尺寸为Φ20～Φ35mm。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的铬锆铜镁四元合金线材材质选用金属铜、海绵锆、金属铬及工业镁粒，铬与锆在铜中的溶解度均随着温度的下降而急剧减少，因此可利用时效强化作用，从而获得高强度、硬度，同时时效过程析出的铬、锆，经过拉拔纤维化，使得母材兼具母材高导电率和导热性能；微量镁的加入不但可与铜形成Mg2Cu和MgCu2相，达到固溶强化效果，又对导电性能影响甚微，同时又可以在铬锆铜合金表面形成一层薄的、致密的与基体金属呈冶金结合的氧化膜，极大的提高合金高温抗氧化性能与耐热性。通过合理的合金化配比制备的线材兼具高的极限抗拉强度、高的导电率、导热性能好、可焊性优良、工艺适用性好、回弹性好、无污染等多种优点，可满足高性能电气装备、集成电路等的发展需要。该线材的极限抗拉强度可达1.3GPa、导电性可达78％ACS、硬度可达280HV0.1。本专利技术的制造方法中，高强高导铬锆铜镁四元合金利用采用真空熔铸，中高频率电磁搅拌，使合金元素充分均匀分布于基体中，同时由于微量镁的加入，可迅速吸收炉膛微量氧元素，降低铬、锆烧损，材料利用率高、烧损小；所得铜合金材料无偏析、组织分部均匀，综合性能优良。本专利技术线材的成型加工工艺可靠、生产过程污染小，产品质量稳定可靠。附图说明图1为本专利技术的工艺流程简图；具体实施方式下面通过实施例并结合附图，对本专利技术作进一步说明。本专利技术的实施例仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。参考图1，本专利技术所述铬锆铜镁四元合金线材主要工艺为真空熔铸(将炉膛中加入铜及加入铜皮包裹的铬，在真空度为6.67×10-2Pa及以下的条件下，完全融化，炉膛温度保持1350℃～1450℃保温融化；再加入铜皮包裹的金属锆，炉膛温度维持1550℃～1650℃，保温融化；最后加入工业镁粒，保温5～20min后，降温至1250℃～1400℃浇铸成锭、均匀化退火(850℃～980℃，时间为0.5h～4h)、扒皮及去头尾、挤压(尺寸为Φ20～Φ35mm)、轧制、多道次连续拉拔及中间时效去应力退火(400℃～600℃，时间为0.5h～4h)的工序制成线材成品等主要工序组成。本专利技术所述铬锆铜镁四元合金线材，所用材质主要铜(纯度99.95％)、铬(纯度99％)、锆(纯度99.4％)及工业镁粒(纯度99.8％)，其合金化配比按照质量百分数计为：铬8-15％、锆0.1-1.2％、镁粒0.005-0.1％，其余为铜。实施例1将铜(99.95％)、铬(99％)、锆(99.4％)及工业镁粒(99.8％)，其合金化配比为：铬8％、锆0.2％、工业镁粒0.005％，铜91.795％，依次通过真空熔铸(将炉膛中加入铜及加入铜皮包裹的铬，在真空度为6.67×10-2Pa及以下的条件下，完全融化，炉膛温度保持1350℃保温融化；再加入铜皮包裹的金属锆，炉膛温度维持1550℃，保温融化；最后加入工业镁粒，保温5min后，降温至1250℃浇铸成锭)、均匀化退火(850℃，时间为4h)、扒皮及去头尾、挤压(尺寸为Φ20)、轧制、多道次连续拉拔及中间时效去应力退火(400℃，时间为4h)的工序制成线材成品。制备的线材测试表明，其具有高的极限抗拉强度(可达700MPa)、高的导电性(可达90％ACS、高的硬度(可达150HV0.1)。实施例2将铜(99.95％)、铬(99％)、锆(99.4％)及工业镁粒(99.8％)，其合金化配比为：铬10％、锆0.4％、工业镁粒0.02％，铜89.58％，依次通过真空熔铸(将炉膛中加入铜及加入铜皮包裹的铬，在真空度为6.67×10-2Pa及以下的条件下，完全融化，炉膛温度保持1400℃保温融化；再加入铜皮包裹的金属锆，炉膛温度维持1600℃，保温融化；最后加入工业镁粒，保温10min后，降温至1300℃浇铸成锭)、均匀化退火(900℃，时间为2h)、扒皮及去头尾、挤压(尺寸为Φ25mm)、轧制、多道次连续拉拔及中间时效去应力退火(500℃，时间为2h)的工序制成线材成品。制备的线材测试表明，其具有高的极限抗拉强度(可达850MPa)、高的导电性(可达78％ACS、高的硬度(可达180HV0.1)。实施例3将铜(99.95％)、铬(99％)、锆(99.4％)及工业镁粒(99.8％)，其合金化配比为：铬12％、锆0.6％、工业镁粒0.08％，铜87.32％，依次通过真空熔铸(将炉膛中加入铜及加入铜皮包裹的铬，在真空度为6.67×10-2Pa及以下的条件下，完全融化，炉膛温度保持1420℃保温融化；再加入铜皮包裹的金属锆，炉膛温度维持1620℃，保温融化；最后加入工业镁粒，保温15min后，降温至1350℃浇铸成锭)、均匀化退火(950℃，时间为1.5h)、扒皮及去头尾、挤压(尺寸为Φ30mm)、轧制、多道次连续拉拔及中间时效去应力退火(450℃，时间为3h)的工序制成线材成品。制备的线材测试表明，其具有高的极限抗拉强度(可达950MPa)、高的导电性(可达70％ACS、高的硬度(可达200HV0.1)。实施例4将铜(99.95％)、铬(99％)、锆(99.4％)及工业镁粒(99.8％)，其合金化配比为：铬本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铬锆铜镁四元合金线材，其特征在于，包括由以下质量百分数的原料制备而成：铬8‑15％、锆0.1‑1.2％、镁粒0.005‑0.1％，其余为铜。

【技术特征摘要】
1.一种铬锆铜镁四元合金线材，其特征在于，包括由以下质量百分数的原料制备而成：铬8-15％、锆0.1-1.2％、镁粒0.005-0.1％，其余为铜。2.根据权利要求1所述的铬锆铜镁四元合金线材，其特征在于：该线材的抗拉强度700Mpa～1.3Gpa，导电率为60～90％IACS，硬度为150～280HV0.1，软化温度为620℃以上。3.根据权利要求1所述的铬锆铜镁四元合金线材，其特征在于：所述的铜的纯度为99.95％，锆的纯度为99.4％，铬的纯度为99％，镁的纯度为99.8％。4.根据权利要求1所述的铬锆铜镁四元合金线材，其特征在于：该线材直径为Φ0.1mm～Φ3.5mm。5.权利要求1至4任意一项所述的铬锆铜镁四元合金线材的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：向炉膛中加入铜及加入铜皮包裹的铬，在真空度为不大于6.67×10-2Pa的条件下，完全...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏谋，李伟，曹默，
申请(专利权)人：中国西电集团公司，西安西电光电缆有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61